JP7319897B2

JP7319897B2 - 車両

Info

Publication number: JP7319897B2
Application number: JP2019214113A
Authority: JP
Inventors: 崇志足森
Original assignee: Subaru Corp
Current assignee: Subaru Corp
Priority date: 2019-11-27
Filing date: 2019-11-27
Publication date: 2023-08-02
Anticipated expiration: 2039-11-27
Also published as: JP2021085452A

Description

本発明は、ディファレンシャルギアを備える車両に関する。

車両には、ドライブピニオンギアに与えられる駆動力を左右のサイドギアに伝達するディファレンシャルギアが設けられている（例えば、特許文献１）。

特許第６２６７０７１号公報

ディファレンシャルギアでは、ドライブピニオンギアに接続されるドライブピニオンシャフトの作動を潤滑にさせるために、ドライブピニオンシャフトにオイルを接触させている。しかし、ドライブピニオンシャフトの周囲のオイルの量が多いと、ドライブピニオンシャフトの作動を潤滑させることに反して、オイルがドライブピニオンシャフトの回転を抑制するように作用することがある。

そこで、本発明は、ドライブピニオンシャフトの周囲のオイルを適量とすることが可能な車両を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明の車両は、ドライブピニオンギアに与えられる駆動力を左右のサイドギアに伝達するディファレンシャルギアを備え、ディファレンシャルギアは、ドライブピニオンギアに接続されるドライブピニオンシャフトと、ドライブピニオンシャフトの外周面に対して所定のギャップを設けつつドライブピニオンシャフトの外周面を覆うバッフル部と、を有し、バッフル部は、周方向の一部において軸方向に亘ってバッフル部の内外を連通させる切欠き部と、切欠き部の鉛直上部側において接線方向に張り出すツバ部と、切欠き部より鉛直下方において開口する開口部と、を有する。

また、ツバ部における切欠き部側に位置する内面には、基端部側に対して先端部側がドライブピニオンギア側に位置するように延びる溝部が形成されてもよい。

また、バッフル部は、鉛直上方側の外面において軸方向に亘って突出する樋部を有してもよい。

本発明によれば、ドライブピニオンシャフトの周囲のオイルを適量とすることが可能となる。

本実施形態による車両１の構成を示す概略図である。リアディファレンシャルギアの構成を示す透視平面図である。リアディファレンシャルギアを横方向から見た透視側面図である。バッフル部の構成を示すＩＶ－ＩＶ線断面図である。バッフル部の構成を示す斜視図である。

以下に添付図面を参照しながら、本発明の実施形態について詳細に説明する。かかる実施形態に示す寸法、材料、その他具体的な数値等は、発明の理解を容易にするための例示に過ぎず、特に断る場合を除き、本発明を限定するものではない。なお、本明細書および図面において、実質的に同一の機能、構成を有する要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略し、また本発明に直接関係のない要素は図示を省略する。

図１は、本実施形態による車両１の構成を示す概略図である。図１では、車両１の前後左右の各方向をクロスされた矢印で例示している。車両１は、エンジン１０、変速機１２、フロントディファレンシャルギア１４、前輪１６、カップリング１８、プロペラシャフト２０、リアディファレンシャルギア２２および後輪２４を含む。

エンジン１０は、車両１の駆動源である。なお、車両１は、エンジン自動車に限らず、駆動源としてモータを含む電気自動車であってもよいし、エンジンとモータとが並行して設けられるハイブリッド電気自動車であってもよい。

エンジン１０の出力軸は、変速機１２に接続される。変速機１２は、例えば、無段変速機などである。変速機１２は、フロントディファレンシャルギア１４に接続される。フロントディファレンシャルギア１４は、前輪１６に接続される。フロントディファレンシャルギア１４は、変速機１２を通じて入力される駆動力を左右の前輪１６に伝達する。また、フロントディファレンシャルギア１４は、左右の前輪１６の回転速度差を吸収する。

カップリング１８は、クラッチを含む。カップリング１８は、クラッチの一方側が変速機１２に接続され、クラッチの他方側がプロペラシャフト２０に接続される。カップリング１８は、変速機１２を通じて入力される駆動力のうちクラッチの締結力に従った駆動力をプロペラシャフト２０に伝達する。

プロペラシャフト２０は、リアディファレンシャルギア２２に接続される。リアディファレンシャルギア２２は、後輪２４に接続される。リアディファレンシャルギア２２は、プロペラシャフト２０を通じて入力される駆動力を左右の後輪２４に伝達する。また、リアディファレンシャルギア２２は、左右の後輪２４の回転速度差を吸収する。

図２は、リアディファレンシャルギア２２の構成を示す透視平面図である。リアディファレンシャルギア２２は、筐体３０を含む。筐体３０内には、リアディファレンシャルギア２２を構成する各部、具体的には、ドライブピニオンシャフト３２、ドライブピニオンギア３４、リングギア３６、枠体３８、左サイドギア４０、右サイドギア４２、左サイド軸４４、右サイド軸４６、ディファレンシャルピニオンギア４８およびディファレンシャルピニオン軸５０が収容される。

ドライブピニオンシャフト３２は、円柱状に形成される。ドライブピニオンシャフト３２は、軸受６０を通じて筐体３０に支持される。ドライブピニオンシャフト３２は、軸周りに回転可能である。

ドライブピニオンギア３４は、ドライブピニオンシャフト３２における内側端に接続される。ドライブピニオンギア３４の先端は、円錐台状のはすば歯車となっている。ドライブピニオンギア３４は、スラスト軸受６２、６４を通じて筐体３０に支持される。ドライブピニオンギア３４は、ドライブピニオンシャフト３２と一体となって軸周りに回転可能となっている。

ドライブピニオンシャフト３２におけるドライブピニオンギア３４とは反対側端は、筐体３０外においてプロペラシャフト２０に連結される。ドライブピニオンシャフト３２およびドライブピニオンギア３４には、プロペラシャフト２０を通じて駆動力が与えられる。

リングギア３６は、円環の板状に形成される。リングギア３６における一方側の表面の外縁付近は、法線方向に突出しており、はすば歯車となっている。リングギア３６の法線方向とドライブピニオンギア３４の軸方向とは、垂直に交差する。リングギア３６は、ドライブピニオンギア３４に噛み合わされる。

枠体３８は、例えば、中心部が中空のＵ字状に形成される。枠体３８の両端は、リングギア３６の表面に固定される。

左サイドギア４０および右サイドギア４２は、枠体３８の内側に位置する。左サイドギア４０および右サイドギア４２は、円錐台状の歯車となっている。左サイドギア４０および右サイドギア４２は、歯車の面同士が向き合うように対向配置される。左サイドギア４０および右サイドギア４２は、各々の軸がリングギア３６の軸の延長線上に位置するように配置される。

左サイド軸４４は、左サイドギア４０から軸方向に延びており、リングギア３６を貫通している。左サイド軸４４は、軸受６６を通じて筐体３０に支持される。左サイド軸４４は、左サイドギア４０と一体となって軸周りに回転可能となっている。左サイド軸４４における左サイドギア４０とは反対側端は、筐体３０外において左の後輪２４の車軸７０に連結される。

右サイド軸４６は、右サイドギア４２から軸方向に延びており、枠体３８を貫通している。右サイド軸４６は、軸受６６を通じて筐体３０に支持される。右サイド軸４６は、右サイドギア４２と一体となって軸周りに回転可能となっている。右サイド軸４６における右サイドギア４２とは反対側端は、筐体３０外において右の後輪２４の車軸７０に連結される。

ディファレンシャルピニオンギア４８は、枠体３８の内側に位置する。ディファレンシャルピニオンギア４８は、円錐台状の歯車となっている。ディファレンシャルピニオンギア４８は、ディファレンシャルピニオン軸５０を通じて枠体３８に支持される。ディファレンシャルピニオンギア４８は、ディファレンシャルピニオン軸５０周りに回転可能となっている。ディファレンシャルピニオンギア４８は、左サイドギア４０および右サイドギア４２に噛み合わされる。

リアディファレンシャルギア２２では、ドライブピニオンシャフト３２およびドライブピニオンギア３４が回転すると、リングギア３６が回転する。リングギア３６が回転すると、リングギア３６とともに枠体３８が回転する。枠体３８が回転すると、ディファレンシャルピニオンギア４８が枠体３８とともにリングギア３６の軸周りに公転する。そうすると、左サイドギア４０および右サイドギア４２がディファレンシャルピニオンギア４８の公転に従って回転する。左の後輪２４は、左サイドギア４０の回転に従って回転し、右の後輪２４は、右サイドギア４２の回転に従って回転する。

左右の後輪２４の回転速度が等しい場合、ディファレンシャルピニオンギア４８はディファレンシャルピニオン軸５０周りに自転しない。一方、左右の後輪２４の回転速度差がある場合、ディファレンシャルピニオンギア４８が自転することで、左右の後輪２４の回転速度差が吸収される。このようにして、リアディファレンシャルギア２２は、ドライブピニオンギア３４に与えられる駆動力を左サイドギア４０および右サイドギア４２に伝達する。

本実施形態のリアディファレンシャルギア２２は、バッフル部８０を含む。バッフル部８０は、筐体３０内に収容される。バッフル部８０は、ドライブピニオンシャフト３２の外周面に対して所定のギャップを設けつつ、ドライブピニオンシャフト３２の外周面を覆うように設けられる。所定のギャップは、ドライブピニオンシャフト３２の外周面と筐体３０の内面との間隔より狭い。バッフル部８０は、大凡、スラスト軸受６２から軸受６０に亘ってドライブピニオンシャフト３２の軸方向に延在する。バッフル部８０は、例えば、不図示の支持部などを介して筐体３０に支持される。バッフル部８０については、後に詳述する。

図３は、リアディファレンシャルギア２２を横方向から見た透視側面図である。図３では、車両１の上下前後の各方向をクロスされた実線の矢印で示す。

リアディファレンシャルギア２２の筐体３０内には、図３のハッチングで示すように、オイル８２が収容される。オイル８２は、リアディファレンシャルギア２２の各部の作動を潤滑にさせるために収容されている。また、リアディファレンシャルギア２２には、オイル８２に圧力を与える油圧機構が設けられていない。オイル８２は、自重によって筐体３０内における鉛直下方に貯留される。

ドライブピニオンシャフト３２は、車両１が前進する方向の駆動力が与えられると、実線の矢印Ａ１０で示すように、車両１の後方から見て反時計回り方向に回転する。このとき、リングギア３６は、実線の矢印Ａ１２で示すように、ドライブピニオンギア３４からリングギア３６方向を見たときに時計回り方向に回転する。そうすると、オイル８２は、破線の矢印Ａ１４で示すように、リングギア３６の回転に従って鉛直上方に掻き上げられて、ドライブピニオンギア３４の鉛直上方へ移動する。そして、オイル８２の一部は、破線の矢印Ａ１６で示すように、スラスト軸受６２の隙間を通じてドライブピニオンシャフト３２側に移動する。

ここで、仮に、バッフル部８０が設けられていないとする。この場合、ドライブピニオンシャフト３２側に移動されたオイル８２は、ドライブピニオンシャフト３２上に直接的に落下する。また、ドライブピニオンシャフト３２の鉛直下部は、貯留されたオイル８２に浸漬される。この場合、ドライブピニオンシャフト３２の周囲に存在するオイル８２の量が比較的多くなる。そうすると、ドライブピニオンシャフト３２は、オイル８２によって作動が潤滑にされることに反して、オイル８２の粘性などによって回転が抑制されるおそれがある。

これに対して、本実施形態のリアディファレンシャルギア２２では、ドライブピニオンシャフト３２の周囲にバッフル部８０が設けられる。このため、スラスト軸受６２の隙間を通じてドライブピニオンシャフト３２側に移動したオイル８２は、バッフル部８０上に落下する。

図４は、バッフル部８０の構成を示すＩＶ－ＩＶ線断面図である。図４では、車両１の後方から前方を見た場合を示す。図４では、車両１の上下左右の各方向をクロスされた実線の矢印で示す。また、図５は、バッフル部８０の構成を示す斜視図である。図５では、車両１の後方斜め下から前方斜め上を見た場合を示す。図５では、車両１の上下前後の各方向をクロスされた実線の矢印で示す。なお、図４および図５では、ドライブピニオンシャフト３２の回転方向を図３と同様に実線の矢印Ａ１０で示す。

バッフル部８０は、大凡円筒状に形成される。バッフル部８０内には、ドライブピニオンシャフト３２が挿通される。バッフル部８０の内面は、ドライブピニオンシャフト３２の外周面に対向している。つまり、バッフル部８０の内面とドライブピニオンシャフト３２の外周面との間には、所定のギャップ１０２が形成される。ギャップ１０２は、例えば、オイル８２の粘性などを考慮して設定される。

バッフル部８０は、切欠き部１１０、ツバ部１１２、開口部１１４および樋部１１６を有する。切欠き部１１０は、図４で示すように、バッフル部８０の周方向の一部においてバッフル部８０の内外を連通させる。切欠き部１１０は、図５で示すように、バッフル部８０の軸方向に亘って設けられる。切欠き部１１０は、例えば、バッフル部８０における鉛直方向中央より上方に設けられる。切欠き部１１０は、バッフル部８０の軸方向に沿った鉛直面に対して、ドライブピニオンシャフト３２が大凡鉛直下方に向かって回転する側に位置する。

ツバ部１１２は、図４で示すように、切欠き部１１０の鉛直上部側において、バッフル部８０の接線方向に張り出している。具体的には、ツバ部１１２は、切欠き部１１０の鉛直上部に連続する基端部１２０から切欠き部１１０側に直線的に延びている。基端部１２０から接線方向に延びた先端部１２２は、基端部１２０より鉛直下方に位置する。つまり、ツバ部１１２は、基端部１２０に対して先端部１２２が鉛直下方に位置するように傾斜している。先端部１２２は、例えば、切欠き部１１０の鉛直下部１２４より鉛直上方に位置する。また、先端部１２２の水平方向の位置は、例えば、切欠き部１１０の鉛直下部１２４よりもドライブピニオンシャフト３２から離隔する方向にある。なお、ツバ部１１２は、基端部１２０から先端部１２２に向かって曲線的に延びてもよい。

開口部１１４は、切欠き部１１０の鉛直下部１２４よりも鉛直下方に設けられる。開口部１１４は、外部に開口している。換言すると、開口部１１４は、バッフル部８０の内外を連通させる。開口部１１４は、バッフル部８０の軸方向に延びている。

切欠き部１１０の鉛直下部１２４は、例えば、オイル８２の上面（油面）より鉛直上方に位置する。また、開口部１１４は、少なくとも一部がオイル８２の上面以下に位置するように設けられる。

樋部１１６は、ツバ部１１２における鉛直上方側の外面１３０に設けられる。樋部１１６は、ツバ部１１２の外面１３０から法線方向に突出する。樋部１１６の上端は、例えば、基端部１２０以下に位置する。樋部１１６は、バッフル部８０の軸方向に延びている。

また、図５で示すように、ツバ部１１２における鉛直下方側の内面１３２には、溝部１４０が形成される。溝部１４０は、ツバ部１１２の内面１３２から外面１３０側に窪んでいる。溝部１４０は、ツバ部１１２の基端部１２０から先端部１２２に向かって延びている。溝部１４０は、基端部１２０側に対して先端部１２２側がドライブピニオンギア３４側に位置するように斜めに延びている。溝部１４０は、バッフル部８０の軸方向に並列して複数形成される。なお、図５では、溝部１４０が４個形成される例を挙げているが、溝部１４０の数は、この例に限らない。例えば、溝部１４０の数は、１個でもよい。

スラスト軸受６２の隙間を通じてドライブピニオンシャフト３２側に移動されたオイル８２は、ドライブピニオンシャフト３２上に直接的に落下せず、バッフル部８０上に落下する。例えば、図４の破線の矢印Ａ２０で示すように、オイル８２がツバ部１１２の外面１３０に落下したとする。オイル８２は、自重によってツバ部１１２の外面１３０上を先端部１２２に向かって移動する。オイル８２の一部は、樋部１１６によって堰き止められる。

ツバ部１１２の外面１３０に落下したオイル８２のうち樋部１１６から溢れたオイル８２は、ツバ部１１２の先端部１２２から落下し、バッフル部８０の周囲に貯留される。

また、樋部１１６で堰き止められたオイル８２の一部は、樋部１１６に沿ってドライブピニオンギア３４から離隔する方向に移動する。樋部１１６に沿って移動されたオイル８２の一部は、ドライブピニオンギア３４から比較的遠い位置（例えば、軸受６０付近）において、樋部１１６から溢れてツバ部１１２の先端部１２２から落下する。つまり、リアディファレンシャルギア２２では、ドライブピニオンシャフト３２におけるドライブピニオンギア３４とは反対側方向に、オイル８２を適切に行き渡らせることができる。また、樋部１１６に沿って移動されたオイル８２の一部は、軸受６０に到達する。このため、リアディファレンシャルギア２２では、軸受６０をオイル８２によって適切に潤滑させることができ、ドライブピニオンシャフト３２の回転が抑制されることを防止することが可能となる。

バッフル部８０の周囲に貯留されたオイル８２の一部は、リングギア３６によるオイル８２の撹拌に応じて、リングギア３６側に自然循環される。

また、バッフル部８０の周囲に貯留されたオイル８２の一部は、破線の矢印Ａ２２で示すように、開口部１１４を通じてギャップ１０２に流入される。換言すると、ドライブピニオンシャフト３２の周りのオイルは、ギャップ１０２内に流入されたオイル８２のみとなる。つまり、リアディファレンシャルギア２２では、ドライブピニオンシャフト３２の周りのオイルが適量となっている。

ドライブピニオンシャフト３２は、実線の矢印Ａ１０で示すように、車両１の後方から見て反時計回りに回転される。ギャップ１０２に流入されたオイル８２は、破線の矢印Ａ２４で示すように、ドライブピニオンシャフト３２の回転に従ってギャップ１０２内をドライブピニオンシャフト３２の回転方向と同方向（時計回り方向）に移動する。

ギャップ１０２を移動したオイル８２は、破線の矢印Ａ２６で示すように、切欠き部１１０を通じてギャップ１０２から排出される。この際、オイル８２は、遠心力によってツバ部１１２の内面１３２に押し当てられつつ、内面１３２の溝部１４０に沿ってバッフル部８０外に排出される。このため、オイル８２は、ドライブピニオンギア３４に向かう方向に斜めに排出される。これにより、オイル８２のリングギア３６側への循環が促進される。

なお、車両１では、リアディファレンシャルギア２２にバッフル部８０を設ける例を挙げていた。しかし、バッフル部８０は、フロントディファレンシャルギア１４に設けられてもよい。

また、車両１では、樋部１１６をツバ部１１２の外面１３０に設ける例を挙げていた。しかし、樋部１１６は、ツバ部１１２の外面１３０に限らず、バッフル部８０における鉛直上方側の外面に設けられてもよい。例えば、樋部１１６は、バッフル部８０の軸方向に沿った鉛直面に対してツバ部１１２とは反対側に設けられてもよい。

以上のように、本実施形態の車両１では、ディファレンシャルギア（具体的には、リアディファレンシャルギア２２）のドライブピニオンシャフト３２にバッフル部８０が設けられる。バッフル部８０は、周方向の一部において軸方向に亘ってバッフル部８０の内外を連通させる切欠き部１１０と、切欠き部１１０の鉛直上部側において接線方向に張り出すツバ部１１２と、切欠き部１１０より鉛直下方において開口する開口部１１４と、を有する。

したがって、本実施形態の車両１では、ドライブピニオンシャフト３２の周囲のオイル８２を適量とすることが可能となる。このため、本実施形態の車両１では、ドライブピニオンシャフト３２の回転が抑制されることを防止できる。その結果、本実施形態の車両１では、駆動力の伝達損失を抑制でき、燃費を向上することができる。また、本実施形態の車両１では、バッフル部８０が設けられていない態様に比べ、ディファレンシャルギア内に収容するオイル８２の量を減少させることも可能である。

また、本実施形態の車両１において、ツバ部１１２における切欠き部１１０側に位置する内面１３２には、基端部１２０側に対して先端部１２２側がドライブピニオンギア３４側に位置するように延びる溝部１４０が形成される。このため、本実施形態の車両１では、筐体３０内のオイル８２を、より効率よく循環させることができ、オイル８２による潤滑の効果を向上させることが可能となる。

なお、オイル８２を積極的に循環させなくても十分な場合には、ツバ部１１２における溝部１４０を省略してもよい。

また、本実施形態の車両１のバッフル部８０は、鉛直上方側の外面において軸方向に亘って突出する樋部１１６を有する。このため、本実施形態の車両１では、ドライブピニオンギア３４とは反対側にオイル８２を適切に行き渡らせることができる。その結果、本実施形態の車両１では、ドライブピニオンシャフト３２とバッフル部８０とのギャップ１０２において、ドライブピニオンシャフト３２の軸方向に亘ってオイル８２をより適切に流通させることができる。

なお、オイル８２をドライブピニオンギア３４とは反対側に積極的に移動させなくても十分な場合には、樋部１１６を省略してもよい。

以上、添付図面を参照しながら本発明の実施形態について説明したが、本発明はかかる実施形態に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。

本発明は、ディファレンシャルギアを備える車両に利用できる。

１車両
２２リアディファレンシャルギア
３２ドライブピニオンシャフト
３４ドライブピニオンギア
４０左サイドギア
４２右サイドギア
８０バッフル部
１１０切欠き部
１１２ツバ部
１１４開口部
１１６樋部
１２０基端部
１２２先端部
１３２内面
１４０溝部

Claims

ドライブピニオンギアに与えられる駆動力を左右のサイドギアに伝達するディファレンシャルギアを備え、
前記ディファレンシャルギアは、
前記ドライブピニオンギアに接続されるドライブピニオンシャフトと、
前記ドライブピニオンシャフトの外周面に対して所定のギャップを設けつつ前記ドライブピニオンシャフトの外周面を覆うバッフル部と、
を有し、
前記バッフル部は、
周方向の一部において軸方向に亘って前記バッフル部の内外を連通させる切欠き部と、
前記切欠き部の鉛直上部側において接線方向に張り出すツバ部と、
前記切欠き部より鉛直下方において開口する開口部と、
を有する車両。
前記ツバ部における前記切欠き部側に位置する内面には、基端部側に対して先端部側が前記ドライブピニオンギア側に位置するように延びる溝部が形成される請求項１に記載の車両。
前記バッフル部は、鉛直上方側の外面において軸方向に亘って突出する樋部を有する請求項１または２に記載の車両。