JP2005226711A

JP2005226711A - デファレンシャルギヤ装置

Info

Publication number: JP2005226711A
Application number: JP2004035031A
Authority: JP
Inventors: Kiyoshi Ogino; 清荻野
Original assignee: Koyo Seiko Co Ltd
Current assignee: Koyo Seiko Co Ltd
Priority date: 2004-02-12
Filing date: 2004-02-12
Publication date: 2005-08-25

Abstract

【課題】駆動軸を支持する軸受の転がり粘性抵抗が小さくて、運転コストが小さいデファレンシャルギヤ装置を提供すること。
【解決手段】保温性が非常に高いポリフェニレンサルファイド樹脂製の保温部材１０を、第１の円錐ころ軸受５と第２の円錐ころ軸受６の放熱性を低下させるように、第１の円錐ころ軸受５と第２の円錐ころ軸受６の径方向の外方であるケース８の本体部２６の円錐ころ軸受５,６側の外側表面に配置する。
【選択図】図１

Description

本発明は、デファレンシャルギヤ装置に関する。

従来、デファレンシャルギヤ装置としては、特開平１１−４８８０５号公報（特許文献１）に記載されているものがある。

このデファレンシャルギヤ装置は、駆動軸が回動している状態において、ディファレンシャルケース内の油を、上記駆動軸のピニオンギヤと噛合しているリングギヤで上方に跳ね上げて、この上方に跳ね上げられた油を、油導入路を介して駆動軸上に所定間隔離間されて配置されている２つの円錐ころ軸受に流入させると共に、上記２つの円錐ころ軸受から流出した油を、油還流路を介して、上記リングギヤの方まで流すようになっている。

上記デファレンシャルギヤ装置は、このようにして、駆動軸が回動している状態において、上記油を、上記リングギヤと上記ピニオンギヤの噛合部等の様々なギヤ接続の噛合部、および、上記２つの円錐ころ軸受を通過するように循環させて、上記様々な噛合部の焼付、および、上記２つの円錐ころ軸受の焼付を防止するようにしている。

しかしながら、上記デファレンシャルギヤ装置に使用される油は、上記様々な噛合部の焼付を防止するのに好適な粘性が高い油であるので、上記２つの円錐ころ軸受内を通過する油の粘性が、円錐ころ軸受で要求される油の粘性よりもかなり高く、上記２つの円錐ころ軸受の転がり粘性抵抗が非常に大きな値になるという問題がある。このため、上記円錐ころ軸受の転がり粘性抵抗に起因するトルクの値が非常に大きな値になって、上記デファレンシャルギヤ装置の運転コストが非常に大きなものになるという問題がある。
特開平１１−４８８０５号公報（第１図）

そこで、本発明の課題は、駆動軸を支持する軸受の転がり粘性抵抗が小さくて、運転コストが小さいデファレンシャルギヤ装置を提供することにある。

上記課題を解決するため、この発明のデファレンシャルギヤ装置は、
ケースと、
上記ケース内に設けられた差動機構と、
上記差動機構のリングギヤと噛み合うピニオンギヤを有する駆動軸と、
上記駆動軸を回転自在に支持すると共に、内輪と外輪と転動体とを有する軸受と、
上記軸受の外方に配置されて、上記軸受の放熱性を低下させる保温部材と
を備えることを特徴としている。

上記発明によれば、上記軸受の外方に、上記軸受の放熱性を低下させる保温部材を配置しているので、上記軸受で発生した熱の伝導を、上記保温部材で抑制して外部空間に逃がさないようにすることができて、上記熱を、上記軸受の近傍に留めることができ、上記軸受の放熱性を下げることができる。このことから、上記保温部材を設けない場合と比較して、軸受内部の温度低下を抑制できて、軸受内部の温度を高温にすることができ、軸受内部において油の温度を上昇させることができる。したがって、軸受内部において、デファレンシャルギヤ装置特有の粘性が高い油の粘性を低くすることができて、軸受内部において、油の流動性を大きくすることができると共に、軸受の転がり粘性抵抗を格段に小さくすることができるので、特にこの転がり粘性抵抗に起因するトルクを大幅に低減することができて、デファレンシャルギヤ装置の運転コストを大幅に低減することができる。

尚、油が、発熱源である軸受の内部から軸受の外部に流出する際、油の温度は、軸受の温度と略等しい温度から、軸受に流入する前の温度まで迅速に降下する。いいかえると、上記過程において、油の粘性は、低いレベルから軸受に流入する前の高いレベルまで迅速に上昇する。このことから、油は、軸受外のギヤの噛合部では、ギヤの焼付を防止するのに必要な高い粘性を確保でき、ギヤの焼付が起こることはない。

また、一実施形態のデファレンシャルギヤ装置は、上記保温部材の少なくとも一部が、上記ケースの上記軸受側の部分の外側表面に取り付けられていることを特徴としている。

尚、上記ケースが、上記差動機構を収容する部分である本体部と、この本体部の内側壁から内部空間側に延びる仕切り壁等の内側部とから成る場合、上記ケースの上記軸受側の部分の外側表面とは、上記本体部の上記軸受側の部分の外側表面をさすことにする。

上記実施形態によれば、上記保温部材の少なくとも一部が、部材を設置し易い上記ケースの外側表面に固定されているので、上記保温部材の少なくとも一部を、簡単安価に設置できる。

また、一実施形態のデファレンシャルギヤ装置は、上記保温部材の少なくとも一部が、上記外輪の径方向の外側表面に配置されていることを特徴としている。

上記実施形態によれば、上記保温部材の少なくとも一部が、軸受の外輪に直接配置されているので、発熱源である軸受と保温部材との距離を最短にすることができて、軸受の放熱性を更に下げることができる。したがって、軸受内の温度を更に上昇させることができて、軸受内の油の粘性を更に下げることができるので、転がり粘性抵抗を更に低減することができて、運転コストを更に低減することができる。

本発明のデファレンシャルギヤ装置によれば、軸受の外方に、保温部材を配置しているので、上記軸受で発生した熱の伝導を、上記保温部材で抑制することができて外部空間に逃がさないようにすることができ、上記軸受の放熱性を下げることができる。このことから、上記保温部材を配置しなかった場合と比較して、軸受内部の温度を高温にすることができて、軸受内部における油の粘性を格段に小さくすることができる。したがって、軸受の転がり粘性抵抗を格段に小さくすることができるので、この転がり粘性抵抗に起因するトルクを大幅に低減することができて、デファレンシャルギヤ装置の運転コストを大幅に低減することができる。

以下、本発明を図示の形態により詳細に説明する。

（第１実施形態）
図１は、この発明の第１実施形態のデファレンシャルギヤ装置の断面図である。

このデファレンシャルギヤ装置は、駆動軸１と、差動機構３と、駆動軸１の差動機構３側の外周に配置されている第１の円錐ころ軸受５と、駆動軸１の差動機構３側と反対側の外周に配置されている第２の円錐ころ軸受６と、駆動軸１、差動機構３、第１の円錐ころ軸受５および第２の円錐ころ軸受６を収容しているケース８と、ケース８の円錐ころ軸受５,６側の最も外方の表面に固着された保温部材１０とを備える。

上記駆動軸１の差動機構３側の一端部には、ピニオンギヤ２が形成されており、この駆動軸１のピニオンギヤ２は、差動機構３のリングギヤ１１と噛合している。一方、上記駆動軸１の他端部には、フランジ継手１２が配置され、図示しないドライブシャフトを連結できるようになっている。

上記ケース８は、デファレンシャルギヤ装置の内部領域を画定する本体部２６と、本体部２６の内周面に連なると共に、本体部２６の内部空間に配置される内側部としての略筒状の環状部２７とを備える。

上記第１の円錐ころ軸受５は、内輪２８、外輪２４および複数の円錐ころ３０を備え、第２の円錐ころ軸受６は、内輪２９、外輪２５および複数の円錐ころ３１を備える。上記第１の円錐ころ軸受５の内輪２８の内周面および第２の円錐ころ軸受６の内輪２９の内周面は、駆動軸１の外周面に固定されている一方、第１の円錐ころ軸受５の外輪２４の外周面および第２の円錐ころ軸受６の外輪２５の外周面は、ケース８の本体部２６の内周面および環状部２７の内周面に固定されている。上記第１および第２の円錐ころ軸受５,６は、駆動軸１を、所定位置に回転自在に支持している。

上記保温部材１０は、保温性が高くて熱を逃がしにくく、熱伝導率が低いポリフェニレンサルファイド樹脂（以下、ＰＰＳという）を用いて成形されている。上記保温部材１０は、第１および第２の円錐ころ軸受５,６を覆うように、ケース８の本体部２６の円錐ころ軸受５,６側の外側表面に配置されている。上記保温部材１０は、運転時において、第１および第２の円錐ころ軸受５,６から放出された熱が、デファレンシャルギヤ装置外に放出されるのを抑制して、第１および第２の円錐ころ軸受５,６の放熱性を悪くして、第１および第２の円錐ころ軸受５,６の温度が、保温部材１０を設けなかった場合と比較して高温になるようにしている。

尚、図１において、２０は、シール部材である。このシール部材２０は、デファレンシャルギヤ装置内の油が外部に流れるのを防止している。

上記構成において、上記第１実施形態のデファレンシャルギヤ装置は、上記ドライブシャフトの動力を、駆動軸１を介して差動機構３に伝達して、差動機構３を駆動させるようになっている。そして、上記差動機構３の側方に配置される継手２１および２２の夫々に連結されている２つの車輪軸（図示せず）の回転数差を適宜調整するようになっている。

また、上記第１実施形態のデファレンシャルギヤ装置は、運転時に、ピニオンギヤ２、差動機構３のリングギヤ１１、または、差動機構３のサイドギヤ等のギヤの焼付を防止するのに好適な常温時において粘性が高い油を、様々な経路で上記複数のギヤ、第１の円錐ころ軸受５および第２の円錐ころ軸受６を通過するように循環させて、上記複数のギヤ、第１の円錐ころ軸受５および第２の円錐ころ軸受６の焼付を防止するようにしている。

上記第１実施形態のデファレンシャルギヤ装置によれば、第１および第２の円錐ころ軸受５,６の外輪２４,２５の径方向の外方に、第１および第２の円錐ころ軸受５,６の放熱性を低下させる保温部材１０を配置しているので、第１および第２の円錐ころ軸受５,６で発生した熱の伝導を、保温部材１０で抑制して外部空間に逃がさないようにすることができて、上記熱を、第１および第２の円錐ころ軸受５,６の近傍に留めることができ、第１および第２の円錐ころ軸受５,６の放熱性を下げることができる。このことから、上記保温部材１０を配置しない場合と比較して、第１および第２の円錐ころ軸受５,６の内部の温度低下を抑制できて、第１および第２の円錐ころ軸受５,６の内部の温度を高温にすることができ、第１および第２の円錐ころ軸受５,６内部において油の温度を上昇させることができる。したがって、上記第１および第２の円錐ころ軸受５,６の内部において、上記温度の上昇に起因して、デファレンシャルギヤ装置特有の粘性が高い油の粘性を低くすることができて、第１および第２の円錐ころ軸受５,６の内部において、油の流動性を大きくすることができると共に、上記第１および第２の円錐ころ軸受５,６の転がり粘性抵抗を格段に小さくすることができるので、特にこの転がり粘性抵抗に起因するトルクを大幅に低減することができて、デファレンシャルギヤ装置の運転コストを大幅に低減することができる。

また、上記第１実施形態のデファレンシャルギヤ装置によれば、保温部材１０が、部材を設置し易いケース８の本体部２６の外側表面に固定されているので、保温部材１０を、簡単安価に設置できる。

尚、上記第１実施形態のデファレンシャルギヤ装置では、保温部材１０の材質として、ＰＰＳを採用したが、この発明のデファレンシャルギヤ装置では、保温部材の材質として、フェノール樹脂等のＰＰＳ以外の保温性が高い樹脂（熱伝導率が低い樹脂）を採用しても良い。また、この発明のデファレンシャルギヤ装置では、保温部材の材質として、チタンやステンレス等の保温性が高い金属材質（熱伝導率が低い金属材質）等他の保温部材を採用しても良い。

また、上記第１実施形態のデファレンシャルギヤ装置では、軸受として、円錐ころ軸受５,６を採用したが、この発明のデファレンシャルギヤ装置では、軸受として、円筒ころ軸受等の円錐ころ軸受以外の軸受を採用しても良い。

また、上記第１実施形態のデファレンシャルギヤ装置では、駆動軸１に２つの円錐ころ軸受５,６を配置したが、この発明のデファレンシャルギヤ装置では、駆動軸に、１つまたは３つ以上の軸受を配置しても良い。

また、上記第１実施形態のデファレンシャルギヤ装置では、保温部材１０を、ケース８の本体部２６の円錐ころ軸受５,６側の外側表面に配置したが、この発明のデファレンシャルギヤ装置では、保温部材を、ケース８の環状部２７の径方向の外方に配置しても良い。

また、上記第１実施形態のデファレンシャルギヤ装置では、駆動軸１の一端部にピニオンギヤ２が成形されていたが、この発明のデファレンシャルギヤ装置では、ピニオンギヤは、単独部材であっても良い。この場合、駆動軸は、ドライブシャフトの回転動力が伝達されるピニオンギヤ軸と、ピニオンギヤとから成ることは勿論である。

（第２実施形態）
図２は、この発明の第２実施形態のデファレンシャルギヤ装置の断面図である。

第２実施形態のデファレンシャルギヤ装置は、第１実施形態の保温部材１０に対応するＰＰＳ製の保温部材４０を、第１および第２の円錐ころ軸受３５,３６の径方向の外方を覆うように、ケース３８の本体部５６の円錐ころ軸受３５,３６側の外側表面に配置したことに加えて、第１実施形態には存在しなかった環状のＰＰＳ製の保温部材６０を、第１の円錐ころ軸受３５の外輪５４の外周面と、ケース３８の本体部５６の内周面、および、この内周面に連なると共に、ケース３８の内部空間に配置される略筒状の環状部５７の内周面との間に配置し、更に、第１実施形態には存在しなかった環状のＰＰＳ製の保温部材６１を、第２の円錐ころ軸受３６の外輪５５の外周面と、ケース３８の本体部５６の内周面、および、この内周面に連なると共に、ケース３８の内部空間に配置される略筒状の環状部５７の内周面との間に配置した点が、第１実施形態のデファレンシャルギヤ装置と異なる。

第２実施形態のデファレンシャルギヤ装置では、第１実施形態のデファレンシャルギヤ装置と共通の作用効果および変形例については説明を省略することにし、第１実施形態のデファレンシャルギヤ装置と異なる作用効果および変形例についてのみ説明を行うことにする。

上記第２実施形態のデファレンシャルギヤ装置によれば、環状の保温部材６０を、第１の円錐ころ軸受３５の外輪５４の径方向の外側表面に直接配置すると共に、環状の保温部材６１を、第２の円錐ころ軸受３６の外輪５５の径方向の外側表面に直接配置したので、発熱源である第１の円錐ころ軸受３５と保温部材６０との距離を最短にすることができると共に、発熱源である第２の円錐ころ軸受３６と保温部材６１との距離を最短にすることができて、第１および第２の円錐ころ軸受３５,３６の放熱性を更に下げることができる。したがって、第１および第２の円錐ころ軸受３５,３６内の温度を更に上昇させることができて、第１および第２の円錐ころ軸受３５,３６内の油の粘性を更に下げることができるので、第１および第２の円錐ころ軸受３５,３６の転がり粘性抵抗を更に低減することができて、運転コストを更に低減することができる。

尚、上記第２実施形態のデファレンシャルギヤ装置では、ケース３８の本体部５６の径方向の外側表面に、保温部材４０を配置すると共に、第１および第２の円錐ころ軸受３５,３６の夫々の外輪５４,５５の外周面に、保温部材６０,６１を配置したが、この発明のデファレンシャルギヤ装置では、ケース８の本体部５６の径方向の外側表面に配置した保温部材４０を省略して、保温部材を、第１および第２の円錐ころ軸受３５,３６の夫々の外輪５４,５５の外周面に配置された保温部材６０,６１のみで構成しても良いことは勿論である。

本発明の第１実施形態のデファレンシャルギヤ装置の断面図である。本発明の第２実施形態のデファレンシャルギヤ装置の断面図である。

符号の説明

１駆動軸
２ピニオンギヤ
３差動機構
５,６,３５,３６円錐ころ軸受
８,３８ケース
１０,４０,６０,６１保温部材
１１リングギヤ
２４,２５,５４,５５外輪
２６,５６本体部
２８,２９内輪
３０,３１円錐ころ

Claims

ケースと、
上記ケース内に設けられた差動機構と、
上記差動機構のリングギヤと噛み合うピニオンギヤを有する駆動軸と、
上記駆動軸を回転自在に支持すると共に、内輪と外輪と転動体とを有する軸受と、
上記軸受の外方に配置されて、上記軸受の放熱性を低下させる保温部材と
を備えることを特徴とするデファレンシャルギヤ装置。
請求項１に記載のデファレンシャルギヤ装置において、
上記保温部材の少なくとも一部は、上記ケースの上記軸受側の部分の外側表面に取り付けられていることを特徴とするデファレンシャルギヤ装置。
請求項１に記載のデファレンシャルギヤ装置において、
上記保温部材の少なくとも一部は、上記外輪の径方向の外側表面に配置されていることを特徴とするデファレンシャルギヤ装置。