KR20170072155A

KR20170072155A - 차동 장치

Info

Publication number: KR20170072155A
Application number: KR1020160171512A
Authority: KR
Inventors: 노리히로 미조구치; 스스무 오카다
Original assignee: 도요타 지도샤（주）
Priority date: 2015-12-16
Filing date: 2016-12-15
Publication date: 2017-06-26
Also published as: KR101900002B1; JP6384466B2; CN106884960A; US10167945B2; US20170175876A1; DE102016124532B4; DE102016124532A1; JP2017110732A; CN106884960B

Abstract

디퍼런셜 하우징(20) 내에, 링 기어(18)와, 링 기어와 맞물리는 피니언 기어(14)를 갖는 드라이브 피니언 축(13)과, 드라이브 피니언 축을 축 지지하는 구름 베어링(15, 16)이 수용되고, 디퍼런셜 하우징(20)이, 링 기어를 수용하는 디퍼런셜 기구실(24)과, 구름 베어링을 수용하는 피니언 축실(23)로 나뉘어지고, 또한, 디퍼런셜 하우징(20) 내에, 링 기어에 의해서 긁어올려진 윤활유를 피니언 축실에 공급하는 이송 유로(40)와, 피니언 축실 내의 윤활유를 디퍼런셜 기구실로 배출하는 리턴 유로(41)가 설치된 차동 장치(1)에 있어서, 이송 유로의 입구(40a)가, 링 기어(18)로부터 당해 링 기어의 축 방향으로 오프셋한 위치에 배치되어 있다.

Description

차동 장치{DIFFERENTIAL GEAR}

본 발명은, 종(終) 감속 기구와 차동 기어 기구를 구비한 차동 장치에 관한 것으로서, 특히, 종 감속 기구에 포함되는 구름 베어링의 윤활시의 손상 발생을 억제할 수 있는 차동 장치에 관한 것이다.

자동차의 차동 장치(디퍼런셜)로서, 그 디퍼런셜 하우징 내에, 링 기어와, 링 기어에 맞물리는 피니언 기어를 갖는 드라이브 피니언 축과, 드라이브 피니언 축을 축 지지하는 구름 베어링으로 구성된 종 감속 기구와, 그 링 기어가 볼트 체결된 차동 기어 기구가 수용된 차동 장치가 일반적으로 알려져 있다.

이와 같은 차동 장치에 있어서는, 기어나 베어링의 손상 방지 등을 위하여 그들을 윤활유에 의해서 윤활할 필요가 있고, 그것을 위한 기술이 제안되어 있다.

예를 들면, 본 발명의 관련 기술의 일례인 일본 공개특허 특개2002-147583호에서는, 디퍼런셜 하우징에, 차동 기어 기구 및 그것에 볼트 체결된 링 기어를 수용하는 디퍼런셜 기구실(室)과, 드라이브 피니언 축 및 그것을 축 지지하기 위한 구름 베어링을 수용하는 피니언 축실(室)이 구비된다. 그리고, 디퍼런셜 하우징 내에, 링 기어에 의해서 긁어올려진 윤활유를 피니언 축실에 공급하기 위한 이송 유로(油路)와, 피니언 축실 내의 윤활유를 디퍼런셜 기구실로 배출하기 위한 리턴 유로가 설치된다.

이 경우, 링 기어에 의해서 긁어올려진 윤활유는, 이송 유로의 입구로부터 유입되고, 이송 유로를 통과하여 피니언 축실로 들어간다. 그리고, 이와 같이 피니언 축실에 공급된 윤활유는, 피니언 축실 내의 구름 베어링 등을 윤활한 후, 리턴 유로를 통과하여 디퍼런셜 기구실로 배출된다.

또한, 이 관련 기술에서는, 이송 유로가, 피니언 축실로부터 링 기어측으로 가로 방향(즉, 링 기어의 축 방향)으로 오프셋한 위치에 설치되어 있고, 그 입구는, 디퍼런셜 기구실측으로 개구되어 링 기어와 지름 방향으로 대향하는 위치에 형성되어 있다. 그 때문에, 이 종래 기술에 의하면, 링 기어에 의해서 긁어올려진 윤활유의 대부분이 피니언 축실로 들어가므로, 피니언 축실 내의 구름 베어링 등에 충분한 양의 윤활유를 공급할 수 있다.

구름 베어링 본래의 성능을 끌어내어 그것을 유지하고, 베어링을 계산 수명까지 보존하게 하기 위해서는, 구름 베어링을 적절하게 윤활하는 것을 빼놓을 수 없다. 그 때문에, 종래 기술에서는, 구름 베어링 전체를 담그는 상태로 하는 양의 윤활유를 피니언 축실에 공급하도록 하여 구름 베어링의 윤활을 행하고 있다.

그런데, 디퍼런셜에 있어서는, 장치가 사용되는 중에 기어끼리의 반복된 맞물림 등에 의해 금속 마모분(粉)(이물질)이 발생하고, 그 이물질이 윤활유에 혼입되어 버린다는 것이 알려져 있다. 그와 같은 이물질이 혼입된 윤활유에 의해서 구름 베어링을 윤활하는 상태에 있어서는, 이물질 들어감에 의한 베어링 궤도면 등의 손상의 발생을 기점으로 하여, 베어링의 계산 수명보다 일찍, 구름 베어링이 파손되어 버린다.

이를 개선하기 위해서는, 베어링 전체를, 가능한 한 이물질이 혼입된 윤활유에 담그지 않도록 할 필요가 있고, 그러기 위해서는, 윤활유의 구름 베어링으로의 공급을 억제할 필요가 있다.

그러나, 관련 기술에서는, 링 기어의 회전 속도(회전수)가 올라가면, 그에 따라서 긁어올려지는 윤활유의 양이 증가하므로, 결과적으로, 윤활유의 양은, 리턴 유로로부터 배출되는 쪽보다, 이송 유로에 유입되는 쪽이 많아져 버려, 이물질이 혼입된 윤활유가 구름 베어링 전체를 담그는 불량 윤활 환경 상태를 빈번하게 발생시켜 버린다.

그 때문에, 관련 기술에서는, 구름 베어링의 손상이 발생하기 쉬워져, 그것을 개선할 필요가 있었다.

본 발명의 목적은, 종 감속 기구에 포함되는 구름 베어링의 윤활시의 손상 발생을 억제할 수 있는 차동 장치를 제공하는 데에 있다.

본 발명에 일 태양(態樣)의 차동 장치는, 디퍼런셜 하우징 내에, 링 기어와, 상기 링 기어와 맞물리는 피니언 기어를 갖는 드라이브 피니언 축과, 상기 드라이브 피니언 축을 축 지지하는 구름 베어링이 수용되고, 상기 디퍼런셜 하우징이, 상기 링 기어를 수용하는 디퍼런셜 기구실과, 상기 구름 베어링을 수용하는 피니언 축실로 나뉘어지고, 또한, 상기 디퍼런셜 하우징 내에, 상기 링 기어에 의해서 긁어올려진 윤활유를 상기 피니언 축실에 공급하는 이송 유로와, 상기 피니언 축실 내의 상기 윤활유를 상기 디퍼런셜 기구실로 배출하는 리턴 유로가 설치된다. 상기 이송 유로의 입구가, 상기 링 기어로부터 당해 링 기어의 축 방향으로 오프셋한 위치에 배치되어 있다.

본 발명의 일 태양의 차동 장치는, 상기 링 기어에 의해서 긁어올려진 윤활유 중, 상기 입구로 직접 유입될 수 있는 윤활유의 상기 입구로의 유입량을 억제하는 억제 부재가 추가로 구비되어도 된다.

본 발명의 일 태양의 차동 장치는, 상기 이송 유로 전체가, 상기 드라이브 피니언 축의 상방(上方)으로 연장되어 있어도 된다.

본 발명의 일 태양의 차동 장치에서는, 이송 유로의 입구가, 이송 유로로의 윤활유의 유입량을 억제하도록, 링 기어로부터 당해 링 기어의 축 방향으로 오프셋한 위치에 배치되어 있다. 이 경우, 이송 유로의 입구는, 링 기어에 의해서 긁어올려진 윤활유의 흐름이 들어가기 어려운 위치에 배치된다. 이와 같은 입구의 배치에 의해, 이송 유로 입구로의 윤활유의 유입량이 억제되므로, 이물질이 혼입된 윤활유의 구름 베어링으로의 공급을 억제할 수 있다.

또한, 본 발명의 일 태양의 차동 장치에서는, 링 기어에 의해서 긁어올려진 윤활유 중, 직접 이송 유로 입구로 유입될 수 있는 윤활유의 유입량을 억제하는 억제 부재가 설치되어 있다. 억제 부재에 의해, 이송 유로 입구로의 윤활유의 유입량이 억제되므로, 이물질이 혼입된 윤활유의 구름 베어링으로의 공급을 억제할 수 있다.

또, 본 발명의 일 태양의 차동 장치에서는, 이송 유로 전체가, 드라이브 피니언 축의 상방으로 연장되어 있다. 이 경우, 이송 유로와 그 입구는, 링 기어에 의해서 긁어올려진 윤활유의 흐름이 들어가기 어려운 위치에 배치된다. 이와 같은 이송 유로와 그 입구의 배치에 의해, 이송 유로 입구로의 윤활유의 유입량이 억제되므로, 이물질이 혼입된 윤활유의 구름 베어링으로의 공급을 억제할 수 있다.

따라서, 본 발명의 일 태양의 차동 장치에 의하면, 종 감속 기구에 포함되는 구름 베어링의 윤활시의 손상 발생을 억제할 수 있다.

본 발명의 예시적인 실시 형태의 특징, 이점, 및 기술적 그리고 산업적 중요성이 첨부 도면을 참조하여 하기에 기술될 것이며, 첨부 도면에서 동일한 도면 부호는 동일한 요소를 지시한다.
도 1은 본 발명의 실시 형태에 관련된 차량용의 차동 장치의 측면 단면도이다.
도 2는 본 발명의 실시 형태에 관련된 차량용의 차동 장치의 평면 단면도이다.
도 3은 차량 후방측에서 본 디퍼런셜 캐리어의 내부의 구성을 나타낸 도면이다.
도 4는 억제 부재에 의한 윤활유의 유입 억제 효과를 나타낸 도면이다.
도 5는 드라이브 피니언 축의 회전수에 대한 피니언 축실 내의 윤활유 면의 높이를 나타낸 도면이다.

이하에서, 본 발명의 실시 형태를, 도면에 기초하여 설명한다.

도 1은 본 발명의 실시 형태에 관련된 차량용의 차동 장치(디퍼런셜)의 측면 단면도이며, 또한, 도 2는 동(同) 차동 장치의 평면 단면도이다. 본 실시 형태의 차동 장치는, 예를 들면, FR(프론트 엔진·리어 드라이브)의 차량에 있어서의 후륜 구동용의 차동 장치의 예이다. 또한, 도 1 및 도 2에 있어서, 화살표의 「전(前)」이라고 나타낸 방향이 차량의 전방(前方)측이다.

도 1에 나타낸 바와 같이, 차동 장치(1)는, 디퍼런셜 하우징(20) 및, 드라이브 피니언 축(13), 드라이브 피니언 기어(14), 드라이브 피니언 베어링(15, 16), 링 기어(18) 등의 종 감속 기구, 차동 기어 기구(31) 등으로 구성되어 있다.

디퍼런셜 하우징(20)은, 디퍼런셜 캐리어(21)와 캐리어 커버(22)로 이루어지며, 캐리어 커버(22)가 디퍼런셜 캐리어(21) 후단(後端)의 개구부에, 볼트(25)에 의해서 감합(嵌合) 체결됨으로써, 디퍼런셜 하우징이 일체로 형성된다. 또한, 도 1에서는, 복수 개 있는 볼트의 일부만을 도시하고 있다.

디퍼런셜 캐리어(21)의 전방부(차량의 전방측)에는, 그 내부에 피니언 축실(23)이 형성되고, 그 피니언 축실(23)에 드라이브 피니언 베어링(15, 16)이 수용되어 있다. 그리고, 그 드라이브 피니언 베어링(15, 16)에 의해서, 드라이브 피니언 축(13)이 회전 가능하게 축 지지되어 있다.

또한, 도 1 및 도 2에 나타낸 바와 같이, 본 실시 형태의 차동 장치에서는, 구름 베어링의 드라이브 피니언 베어링(15, 16)에, 손실 저감을 목적으로 하여 구름 베어링의 일종인 앵귤러 볼 베어링(단열(單列), 복열(複列))을 이용하고 있다. 그러나, 이것에 한정되지 않고, 베어링은, 예를 들면, 차동 장치에 일반적으로 이용되는 원추 롤러 베어링 등이어도 된다.

드라이브 피니언 축(13)의 일단(一端)(차량의 전방측)에는, 플랜지(6)가, 너트(5)에 의해서 체결되어 있다. 또한, 플랜지(6)와 피니언 축실(23)의 드라이브 피니언 베어링(15)과의 사이에는 오일 시일(17)이 설치되어 있어, 피니언 축실(23)에 공급된 윤활유가, 디퍼런셜 캐리어(21)의 외부에 누설되는 것을 방지하고 있다.

플랜지(6)는, 체결 볼트(도시하지 않음)에 의해서, 차량 앞 부분에 설치된 엔진(도시하지 않음)의 동력을 전달하는 도시하지 않은 프로펠러 샤프트의 최후단부(最後端部)와 연결되어 있다.

드라이브 피니언 축(13)에 있어서의 플랜지(6)의 반대측이 되는 축단(軸端)에는 드라이브 피니언 기어(14)가 일체로 형성되고, 그 드라이브 피니언 기어(14)는 링 기어(18)와 맞물려 있다.

이 드라이브 피니언 기어(14)와 링 기어(18)의 기어 비에 의해서, 드라이브 피니언 축(13)의 회전 구동력이 감속되고, 그 감속 후의 구동력이 링 기어(18)에 전달된다.

드라이브 피니언 기어(14) 및 링 기어(18)는, 베벨 기어나 그 일종인 하이포이드 기어 등을 이용하여 구성되어 있다. 또한, 하이포이드 기어를 이용한 경우, 링 기어(18)의 회전에 있어서의 축 방향은, 드라이브 피니언 축(13)의 회전의 축 방향과 평면에서 보아 직교하는 꼬인 위치(skew position)가 된다.

링 기어(18)는, 차동 기어 기구(31)와 함께, 디퍼런셜 캐리어(21)의 내부에 있어서, 그 후방부(차량의 후방측)에 형성된 디퍼런셜 기구실(24)에 수용되어 있다.

도 2에 나타낸 바와 같이, 차동 기어 기구(31)는, 디퍼런셜 케이스(33), 사이드 기어(34, 35), 디퍼런셜 피니언(36, 37), 디퍼런셜 피니언 축(38) 등으로 구성되어 있다.

또한, 디퍼런셜 케이스(33)에는, 링 기어(18)가 볼트(32)에 의해서 고정되어 있고, 그 때문에, 링 기어(18)는 디퍼런셜 케이스(33)와 일체 회전 가능하게 되어 있다.

디퍼런셜 케이스(33)의 중공부에는, 디퍼런셜 케이스(33)의 회전시의 중심축이 되는 중심선과 직교하는 방향으로 디퍼런셜 피니언 축(38)이 유지되고, 이 디퍼런셜 피니언 축(38)의 양 축단 부분에, 한 쌍의 디퍼런셜 피니언(36, 37)이 서로 대향하는 방향으로 회전 가능하게 축 지지되어 있다.

디퍼런셜 피니언(36, 37)에는, 디퍼런셜 피니언 축(38)을 경계로 하여 디퍼런셜 케이스(33)의 중공부의 좌우로 배치된 한 쌍의 사이드 기어(34, 35)가 맞물려 있다. 그리고, 이들 사이드 기어(34, 35)에는, 디퍼런셜 케이스(33)에 삽통(揷通)된 좌우의 차축(도시하지 않음)의 일단이 각각 일체 회전 가능하게 연결되어 있다.

또한, 그 좌우의 각 차축의 타단(他端)에는, 좌우의 각 차륜(도시하지 않음)이 접속되어 있다.

이와 같이 구성된 차동 장치(1)에 있어서, 엔진(도시하지 않음)의 구동력은, 트랜스미션(도시하지 않음)에 의해 변속되고, 그 변속 후의 구동력이 도시하지 않은 프로펠러 샤프트에 전달된다.

이 구동력의 전달에 의해 프로펠러 샤프트(도시하지 않음)가 회전하고, 그것에 연결된 드라이브 피니언 축(13)의 드라이브 피니언 기어(14)가 회전하면, 그 드라이브 피니언 기어(14)에 맞물린 링 기어(18)와, 그 링 기어(18)가 볼트 체결된 디퍼런셜 케이스(33)가 함께 회전 구동된다.

또한, 링 기어(18)는, 차량 전진시에는 도 1 중의 「R」로 나타낸 화살표 방향으로 회전한다.

이와 같은 디퍼런셜 케이스(33)의 회전에 의해, 그 중공부의 사이드 기어(34, 35), 디퍼런셜 피니언(36, 37), 디퍼런셜 피니언 축(38)과, 디퍼런셜 케이스(33)에 삽통된 좌우의 차축(도시하지 않음)이 일체로 회전 구동된다.

그리고, 이 차축의 회전에 의해, 좌우의 차축의 축단에 각각 접속된 좌우의 차륜(도시하지 않음)이 회전 구동된다.

이 차동 기어 기구(31)에서는, 좌우의 차축을 구동할 때에, 주지되어 있는 바와 같이, 좌우의 차륜이 차동 회전하도록 구동이 행해진다.

상기와 같이 구성된 도 1의 디퍼런셜 하우징(20) 내에 있어서는, 그 디퍼런셜 캐리어(21)에 형성된 디퍼런셜 기구실(24)의 저부(底部)에 윤활유가 저류되어 있고, 동 디퍼런셜 기구실(24)에 수용된 링 기어(18)가 회전하여 그 윤활유를 긁어올림으로써, 종 감속 기구나 차동 기어 기구, 구름 베어링 등의 윤활이 행해진다.

구체적으로는, 드라이브 피니언 축(13)의 드라이브 피니언 기어(14)가 회전 구동되면, 그 구동에 의해서 드라이브 피니언 기어(14)에 맞물린 링 기어(18)가 회전한다. 그리고, 링 기어(18)의 회전에 의해 디퍼런셜 기구실(24)의 저부의 윤활유가 긁어올려져, 그 긁어올려진 윤활유에 의해서 동 디퍼런셜 기구실(24) 내의 종 감속 기구나 차동 기어 기구 등이 윤활된다.

여기서, 디퍼런셜 하우징(20) 내에는, 링 기어(18)의 회전에 의해서 긁어올려진 윤활유를 피니언 축실(23)에 공급하는 이송 유로(40)와, 피니언 축실(23) 내의 윤활유를 디퍼런셜 기구실(24)에 배출하는 리턴 유로(41)가 설치되어 있다.

그리고, 링 기어(18)의 회전에 의해 긁어올려진 윤활유는, 이송 유로(40)의 입구로부터 유입되고, 이송 유로(40)를 통과하여 피니언 축실(23)로 들어간다. 이와 같이 피니언 축실(23)에 공급된 윤활유에 의해서, 피니언 축실(23) 내의 드라이브 피니언 베어링(구름 베어링)(15, 16) 등이 윤활된다. 이 윤활 후의 윤활유는, 리턴 유로(41)를 통과하여 디퍼런셜 기구실(24)로 배출된다.

그런데, 불량 윤활 환경 상태에 있어서의 구름 베어링의 윤활시의 손상 발생을 억제하기 위해서는, 이미 서술한 바와 같이, 구름 베어링으로의 윤활유의 공급을 억제하여, 구름 베어링 전체를 가능한 한 이물질이 혼입된 윤활유에 담그지 않도록 할 필요가 있다.

단, 구름 베어링으로 공급되는 윤활유의 양이 너무 적은 경우에는, 유막(油膜) 부족에 의한 손상이 발생하기 때문에, 양립을 위해서는, 링 기어의 회전수와 상관없는 윤활유의 공급량의 일정화가 필요하게 된다.

그래서, 본 실시 형태의 차동 장치에서는, 구름 베어링으로의 윤활유의 공급량을 일정화하기 위하여, 이송 유로를 이하와 같은 구조로 하고 있다.

도 1 및 도 2로부터 알 수 있는 바와 같이, 이송 유로(40)는, 디퍼런셜 하우징(20)에 있어서의 디퍼런셜 캐리어(21) 내부의 차량 전방측에 설치되고, 드라이브 피니언 축(13)의 상방, 또한, 그 축 방향으로, 이송 유로(40) 전체가 연장되도록 형성되어 있다.

이 경우, 이송 유로(40)는, 링 기어(18)의 회전에 의해서 긁어올려진 윤활유의 흐름이 들어가기 어려운 위치에 배치된다.

본 실시 형태의 차동 장치에서는, 윤활유를 피니언 축실(23)에 공급하기 위하여, 이송 유로(40)의 윤활유의 출구가 되는 측이, 피니언 축실(23)에 연통(連通)하여 접속되어 있다.

한편, 이송 유로(40)의 윤활유의 유입되는 측은, 디퍼런셜 기구실(24)에 연통하여 접속되고, 그 윤활유의 입구는 링 기어(18)로부터 떨어져 있는 위치에 형성되어 있다.

이 이송 유로(40)의 입구의 배치에 대하여, 도 3을 이용하여 구체적으로 설명한다. 도 3은, 차량 후방측에서 본 디퍼런셜 캐리어(21)의 내부의 구성을 나타낸 도면이다. 또한, 동 도면에 있어서, 화살표의 「상(上)」이라고 나타낸 방향이 차량의 천장측이다.

도 3에 나타낸 바와 같이, 이송 유로(40)의 입구(40a)는, 디퍼런셜 캐리어(21)의 내부에 있어서, 이송 유로(40)로의 윤활유의 유입량을 억제하도록, 링 기어(18)로부터 당해 링 기어의 축 방향(도 3에서는 우측)으로 오프셋한 위치에 배치되어 있다.

즉, 도 3과 같이, 드라이브 피니언 축(13)의 축 방향으로 보았을 경우에, 링 기어(18)의 윤곽은, 입구(40a)와 중복하는 부분이 전혀 없다.

그 때문에, 동일한 시점에서 보아 링 기어의 윤곽과 이송 유로의 입구가 중복하는 부분을 갖는 종래의 구성과 비교하여, 링 기어(18)의 회전에 의해서 긁어올려진 윤활유의 이송 유로(40)의 입구(40a)로의 유입량이 억제된다.

따라서, 본 실시 형태의 차동 장치에서는, 구름 베어링으로의 윤활유의 공급을 억제할 수 있다.

또, 이송 유로를 상기와 같은 구조로 하여 형성한 경우, 그 이송 유로(40)의 외벽은, 엔진(도시하지 않음)의 회전 구동력이 입력되는 드라이브 피니언 축(13)을 수용하는 피니언 축실(23)을 둘러싸는 형태로, 디퍼런셜 캐리어(21)의 외벽과 일체의 연속면으로 형성된다.

그 때문에, 종래 기술과 같이, 이송 유로를 설치하기 위하여, 디퍼런셜 캐리어의 내벽면이나 외벽면에 볼록 형상이나 오목 형상의 구조를 갖는 특별한 벽면을 형성할 필요가 없다.

즉, 엔진의 회전 구동력에 대한 종 감속 기구의 기어의 맞물림 등에 의한 반력(反力)의 발생에 따라서 디퍼런셜 캐리어, 특히 그 내부의 피니언 축실 부근에 발생하는 응력은, 상기의 특별한 벽면을 형성한 근원의 부분에 집중되기 쉬우므로, 종래의 디퍼런셜 캐리어에 있어서는 그 부분의 강성이 저하된다.

그러나, 본 실시 형태의 차동 장치에서는, 이송 유로(40)를, 디퍼런셜 캐리어(21) 내부의 차량 전방측에 있어서, 드라이브 피니언 축(13)의 상방, 또한, 그 축 방향으로, 이송 유로(40) 전체가 연장되도록 형성하고 있다.

그 때문에, 이송 유로(40)의 외벽이, 드라이브 피니언 축(13)을 수용하는 피니언 축실(23)을 둘러싸는 형태로, 디퍼런셜 캐리어(21)의 외벽과 일체의 연속면으로 형성된다.

그 결과, 피니언 축실(23) 부근에 발생하는 응력은, 디퍼런셜 캐리어(21)의 외벽면 전체에 분산되게 된다.

따라서, 본 실시 형태의 차동 장치에서는, 디퍼런셜 하우징(20)에 있어서의 디퍼런셜 캐리어(21)의 강성을 종래보다 향상시킬 수 있다.

그런데, 본 실시 형태의 차동 장치에서는, 상술한 이송 유로(40)의 구조와 그 입구(40a)의 배치에 의해서, 링 기어(18)의 회전에 의해 긁어올려진 윤활유의 이송 유로(40)의 입구(40a)로의 유입량을 억제할 수 있다.

그러나, 링 기어(18)의 회전에 의해서 긁어올려진 윤활유 중, 이송 유로(40)의 입구(40a)로 직접 유입되려고 하는 윤활유에 대해서는, 입구(40a)로 유입되어 버린다.

그래서, 본 실시 형태의 차동 장치에서는, 구름 베어링으로의 윤활유의 공급을 더 억제하기 위하여, 디퍼런셜 캐리어 내부에 있어서, 이송 유로의 입구에 직접 유입되려고 하는 윤활유의 유입량을 억제하기 위한 억제 부재를 설치하고 있다.

구체적으로는, 억제 부재(50)는, 디퍼런셜 캐리어(21) 내부에 있어서, 링 기어(18)의 회전에 의해서 긁어올려진 윤활유가 이송 유로(40)의 입구(40a)로 직접 유입될 때까지의 궤도(유입 궤도) 상에 설치되어 있다.

도 4는 억제 부재(50)에 의한 윤활유의 유입 억제 효과를 나타낸 도면이다.

동 도면에 나타낸 바와 같이, 억제 부재(50)는, 링 기어(18)의 회전에 의해서 긁어올려진 윤활유의 주된 흐름 중, 이송 유로(40)의 입구(40a)로 직접 유입되려고 하는 윤활유의 흐름을 억제한다.

그 때문에, 이송 유로(40)의 입구(40a)로 직접 유입되려고 하는 윤활유의 유입량이 억제된다.

또, 상기와 같이 이송 유로(40)의 입구(40a)로 직접 유입되려고 하는 것은 아니지만, 링 기어(18)의 회전에 의해서 긁어올려진 윤활유의 일부에는, 도 1의 디퍼런셜 캐리어(21) 내부에 있어서의 디퍼런셜 기구실(24)의 상부로부터 내벽면을 따라서 이송 유로(40)의 입구(40a)로 유입되어 버리는 것이 있어, 그 유입을 억제 할 필요가 있다.

그래서, 본 실시 형태의 차동 장치에서는, 디퍼런셜 기구실(24)의 상부 내벽면에 있어서, 유입 궤도 상에 있어서의 이송 유로(40)의 입구(40a)의 위치로부터, 드라이브 피니언 축(13)의 축 방향을 따라서 링 기어(18) 측으로 이간된 위치에, 아래 방향으로 연장되는 볼록 구조(51)를 설치하고 있다.

이 볼록 구조(51)에 의해, 디퍼런셜 기구실(24)의 상부로부터 내벽면을 따라서 유입되려고 하는 윤활유는, 이송 유로(40)의 입구(40a)에 도달하기 전에 디퍼런셜 기구실(24)의 저부로 낙하시켜져 버리므로, 그와 같이 하여 유입되려고 하는 윤활유의 이송 유로(40)의 입구(40a)로의 유입이 억제된다.

그런데, 링 기어(18)의 긁어올린 윤활유 중, 이송 유로(40)의 입구(40a)로 직접 유입되려고 하는 윤활유에 대해서는, 그 유입 궤도 상에 설치한 억제 부재(50)에 의해서, 이송 유로(40)의 입구(40a)로의 유입이 억제된다. 또, 디퍼런셜 기구실(24)의 상부로부터 내벽면을 따라서 유입되려고 하는 윤활유에 대해서는, 볼록 구조(51)에 의해서, 이송 유로(40)의 입구(40a)로의 유입이 억제된다. 그러나, 링 기어(18)의 긁어올린 윤활유로서, 디퍼런셜 캐리어(21) 내부에서 내벽에 부딪혀서 되돌아오거나, 내벽을 따라서 측방(側方)으로 보내어지거나, 또는 차동 기어 기구(31)의 회전 부재에 의해서 튀어오르는 등 하여, 이송 유로(40)의 입구(40a)로 간접적으로 유입되려고 하는 것에 대해서는, 그 유입이 억제 부재(50)나 볼록 구조(51)로는 저지되지 않으므로, 그와 같은 윤활유는 피니언 축실(23)에 공급되게 된다.

또한, 억제 부재(50)에 대해서는, 이송 유로(40)의 입구(40a)로 직접 유입되려고 하는 모든 윤활유의 유입을 저지해 버리면, 피니언 축실(23) 내에 있어서의 윤활유 면의 높이가, 그곳에 수용된 구름 베어링을 윤활하기 위한 바람직한 높이로 유지할 수 없게 되어버리는 경우도 생각할 수 있다. 그래서, 그와 같은 경우에는, 이송 유로(40)의 입구(40a)로 직접 유입되려고 하는 윤활유 중 윤활유 면의 높이의 유지에 필요하게 되는 양의 윤활유가 이송 유로(40)의 입구(40a)로 유입되고, 그리고, 그 이상의 윤활유를 유입시키지 않도록, 디퍼런셜 캐리어(21) 내부에 있어서 억제 부재(50) 및/또는 볼록 구조(51)를 설치하는 위치 및 이들의 사이즈(면적)를 결정할 필요가 있다.

따라서, 본 실시 형태의 차동 장치에서는, 구름 베어링으로의 윤활유의 공급을 더 억제할 수 있다.

그런데, 이미 서술한 바와 같이, 종래 기술에서는, 링 기어의 회전 속도(회전수)가 올라가면, 그에 따라서 긁어올려지는 윤활유의 양이 증가한다.

그렇게 하면, 이송 유로의 입구로 유입되는 윤활유의 양도 많아지고, 결국, 그 양이, 리턴 유로로부터 디퍼런셜 기구실로 배출되는 윤활유의 양을 상회해 버린다.

그 결과, 피니언 축실 내에 있어서의 윤활유 면의 높이가, 그곳에 수용된 구름 베어링 전체를 담그는 높이를 넘어서 버려, 이물질이 혼입된 윤활유가 구름 베어링 전체를 담그는 불량 윤활 환경 상태를 빈번하게 발생시키게 된다.

그래서, 본 실시 형태의 차동 장치에서는, 이송 유로(40)의 입구(40a), 억제 부재(50), 및 볼록 구조(51)의 위치 및 사이즈가, 링 기어(18)의 회전수의 변동에 따라서 발생하는 피니언 축실(23)로의 공급 윤활유의 양의 변동을 소정 범위 내로 억제하고, 이에 의해서, 링 기어(18)의 회전수가 변동하더라도, 피니언 축실(23) 내의 윤활유 면의 높이가 윤활에 바람직한 높이로 유지되도록 설정되는 위치에 배치되어 있다.

또한, 소정의 범위는, 리턴 유로(41)로부터 디퍼런셜 기구실(24)로 배출되는 윤활유의 양을 기초로, 이송 유로(40)의 입구(40a)로 유입되는 윤활유, 즉, 피니언 축실(23)로 공급되는 윤활유의 양의 변동을 고려하여, 피니언 축실(23) 내에 있어서의 윤활유 면의 수준이 윤활에 바람직한 높이가 되도록 결정한다.

예를 들면, 그 윤활유 면의 수준이, 피니언 축실(23)에 수용된 드라이브 피니언 축(13)의 축의 중심으로부터, 피니언 축실(23)의 저면(底面)(도 1의 23b)까지의 거리의 2/3에 걸쳐 내려간 높이가 되도록 그 범위를 결정한다.

이 높이는, 예를 들면, 피니언 축실(23) 내에 있어서의 윤활 대상의 2개의 구름 베어링(드라이브 피니언 베어링(15, 16)) 중, 보다 지름이 큰 쪽(드라이브 피니언 베어링(16))의 아우터 링과 이너 링과의 간극보다 윤활유 면이 낮아지도록 설정하는 것이 특히 적당하다.

이와 같은 이송 유로(40)의 입구(40a), 억제 부재(50) 및 볼록 구조(51)의 배치에 의해, 링 기어(18)의 회전 속도(회전수)가 올라간 경우에도, 그 회전에 의해서 긁어올려진 윤활유의 이송 유로(40)의 입구(40a)로의 유입량의 변동이 소정 범위 내로 억제된다.

그 때문에, 링 기어(18)의 회전수가 변동하더라도, 피니언 축실(23) 내에 있어서의 윤활유 면의 수준은, 윤활에 바람직한 높이가 되는 소정 범위 내로 유지된다.

도 5는 드라이브 피니언 축(13)의 회전수에 대한 피니언 축실(23) 내의 윤활유 면의 높이를 나타낸 도면이다.

동 도면에 나타낸 바와 같이, 종래에는, 드라이브 피니언 축(13)의 회전수의 증가에 의한 링 기어(18)의 회전수의 증가에 따라서 피니언 축실(23) 내의 윤활유 면의 높이가 서서히 높아져 버린다.

그러나, 본 실시 형태의 차동 장치에서는, 링 기어(18)의 회전수가 일정한 회전수에 도달하면, 그 이후에는 회전수가 올라가더라도, 피니언 축실(23) 내의 윤활유 면의 높이가, 윤활에 바람직한 높이로 유지된다.

상세하게 설명하면, 본 실시 형태의 차동 장치에서는, 이송 유로(40)의 입구(40a), 억제 부재(50), 또한 볼록 구조(51)의, 이미 서술한 바와 같은 배치에 의해서, 링 기어(18)의 회전수(회전 속도)의 상승에 따른 이송 유로(40)로의 윤활유의 유입량의 증가가, 작게 억제된다.

그리고, 링 기어(18)의 회전수(회전 속도)가 상승하면, 그것과 맞물리는 드라이브 피니언 기어(14)의 회전수가 상승하고, 당해 기어에 설치된 드라이브 피니언 축(13)을 지지하는 구름 베어링(드라이브 피니언 베어링(15, 16))의 회전수도 상승한다. 여기서, 구름 베어링의 회전수가 상승하면, 그 회전에 의해서 발생하는 펌프 작용에 의해, 피니언 축실(23) 내의 윤활유의 리턴 유로(41)로의 배출이 촉진되어, 리턴 유로(41)로부터의 배출 유량(油量)이 증가하는 것이라고 생각된다. 그리고, 이 배출 유량의 증가분이, 링 기어(18)의 회전수(회전 속도) 상승에 따른 이송 유로(40)로의 유입 유량의 증가분과 균형잡힌(균등해진) 시점 이후에는, 링 기어(18)의 회전수(회전 속도)가 올라가더라도, 도 5에 나타낸 바와 같이, 피니언 축실(23) 내의 윤활유 면의 높이는, 구름 베어링의 윤활에 바람직한 높이로 유지된다.

이상과 같이, 본 실시 형태의 차동 장치에서는, 구름 베어링으로의 윤활유의 공급을 억제할 수 있으므로, 종 감속 기구에 포함되는 구름 베어링의 윤활시의 손상 발생을 억제할 수 있다.

또한, 상기에서는, 후륜용의 차동 장치의 예를 나타냈지만, 본 실시 형태의 차동 장치는, 그것에 한정되지 않고, 전륜용의 차동 장치에도 적용 가능하다.

또, 상기에서는, 이송 유로(40)의 입구(40a)를, 디퍼런셜 캐리어(21)의 내부에 있어서, 링 기어(18)로부터 당해 링 기어의 축 방향으로 오프셋한 위치에 배치하는 예로서, 링 기어의 축 방향의 「우측」(도 3을 참조)으로 오프셋한 위치에 배치한 예를 나타냈다. 그러나, 그 배치 위치는, 이것에 한정되지 않고, 링 기어와 그 링 기어가 볼트 체결된 디퍼런셜 기어 기구가 도 3과는 반대인 우측에 레이아웃되는 경우에는, 이송 유로(40)의 입구(40a)를, 링 기어의 축 방향의 「좌측」으로 오프셋한 위치에 배치해도 된다.

Claims

차동 장치에 있어서,
디퍼런셜 하우징(20),
상기 디퍼런셜 하우징 내에 수용된 링 기어(18),
상기 디퍼런셜 하우징 내에 수용되고, 상기 링 기어와 맞물리는 피니언 기어(14)를 갖는 드라이브 피니언 축(13), 및
상기 디퍼런셜 하우징 내에 수용되고, 상기 드라이브 피니언 축을 축 지지하는 구름 베어링(15, 16)을 포함하며,
상기 디퍼런셜 하우징은, 상기 링 기어를 수용하는 디퍼런셜 기구실(24)과, 상기 구름 베어링을 수용하는 피니언 축실(23)을 갖고, 또한, 상기 디퍼런셜 하우징 내에, 상기 링 기어에 의해서 긁어올려진 윤활유를 상기 피니언 축실에 공급하는 이송 유로(40)와, 상기 피니언 축실 내의 상기 윤활유를 상기 디퍼런셜 기구실로 배출하는 리턴 유로(41)가 설치되어 있고,
상기 이송 유로(40)의 입구는, 상기 링 기어(18)로부터 당해 링 기어의 축 방향으로 오프셋한 위치에 배치되어 있는 차동 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 링 기어(18)에 의해서 긁어올려진 윤활유 중, 상기 입구로 직접 유입될 수 있는 윤활유의 상기 입구로의 유입량을 억제하는 억제 부재(50)를 더 포함하는 차동 장치.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 이송 유로(40) 전체가, 상기 드라이브 피니언 축(13)의 상방으로 연장되어 있는 차동 장치.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 이송 유로(40)의 외벽이, 상기 드라이브 피니언 축(13)을 수용하는 상기 피니언 축실(23)을 둘러싸도록, 상기 디퍼런셜 하우징(20)의 외벽과 일체의 연속면으로 형성되는 차동 장치.
제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 디퍼런셜 기구실(24)의 상부 내벽면에 있어서, 상기 윤활유의 유입 궤도 상에 있어서의 상기 이송 유로(40)의 입구(40a)의 위치로부터, 상기 드라이브 피니언 축(13)의 축 방향을 따라서 링 기어(18) 측으로 이간된 위치에 배치되고, 아래 방향으로 연장되는 볼록부를 더 포함하는 차동 장치.