JP2010270870A - インラインタンデム型終減速機のサードディファレンシャルギヤの潤滑構造 - Google Patents

Abstract

【課題】どの様な回転条件でもサードデフへの潤滑が良好に行われ、サードデフが熱的損傷を受ける恐れがないインラインタンデム型終減速機のサードデフの潤滑構造の提供。
【解決手段】ディファレンシャルギヤキャリア（１）及びキャリアカバー（２）の天井部に潤滑用油路（１ｇ、２ｇ）を設け、該潤滑用油路（１ｇ）の一端（１ｇｅ）はリングギヤ（１６）の外縁部の近傍に開口し、該潤滑用油路（２ｇ）の他端はサードディファレンシャルギヤ（３）の近傍に開口している。
【選択図】図１

Description

本発明は、後前軸、後後軸が共に駆動軸である後２軸車両の後前軸において、インラインタンデム型終減速機のサードディファレンシャルギヤの潤滑構造に関する。

図２に示すような大型のダンプトラックＴ、或いは重量物運搬車両やトラクターヘッド等の様に、後２軸を有する大型車両では、後前軸Ａｒｆ、後後軸Ａｒｒが共に駆動軸となっている場合がある。
後前軸Ａｒｆには、サードディファレンシャルギヤを備えたインラインタンデム型終減速機（以下、「後前軸の減速機」、或いは、「減速機」と記載する）１００Ｄが搭載されている。
一方、後後軸Ａｒｒには、いわゆる「シングルリダクションタイプ」の減速機２００Ｄが搭載されている。ここで、シングルリダクションタイプの減速機（以下、「後後軸の減速機」と記載する）は、後２軸車両ではあるが後前軸のみが駆動する車両にも用いられている。

エンジンＥの回転力はトランスミッションで変速され、プロペラシャフトＰを介して、後前軸の減速機１００Ｄに入力される。
後前軸の減速機１００Ｄに入力されたエンジンＥの回転力は、後前軸Ａｒｆ側と後後軸Ａｒｒ側に分割される。

以下、図３を参照して、後前軸の減速機１００Ｄについて説明する。
図３において、減速機１００Ｄは、ディファレンシャルギヤキャリア（以下、「デフキャリア」と記載する）１、キャリアカバー２、サードディファレンシャルギヤ（以下、「サードデフ」と記載する）３を有している。
さらに、減速機１００Ｄは、インプットシャフト４、スルーシャフト５、デバイダギヤ６、ピニオンギヤ７、ピニオン８を備えている。スルーシャフト５は、デバイダギヤ６の円筒状の軸部６１を貫通している。

サードデフ３は、４つの傘歯車で構成されている。すなわち、フロントディファレンシャルギヤ（以下、「フロントデフギヤ」と記載する）３１、リヤディファレンシャルギヤ（以下、「リヤデフギヤ」と記載する）３２、及び１対のディファレンシャルピニオン（以下、「デフピニオン」と記載する）３３、３４を有している。
インプットシャフト４はキャリア部分４０を有しており、キャリア部分４０は、サードデフ３の上記ギヤ３１〜３４を回動自在に収容する。
フロントデフギヤ３１は、セレーションによってスルーシャフト５の前端部５１と常時噛み合っている。
リヤデフギヤ３２は、セレーションによってデバイダギヤ６の軸部６１の前端と常時噛み合っている。

スルーシャフト５の中間部には、デフロックスリーブ（クラッチスリーブ）９が介装されている。デフロックスリーブ９は、図示しないアクチュエータによってスルーシャフト５に沿って移動し、デバイダギヤ６とスルーシャフト５との相対回転の可否を選択できるように構成されている。
スルーシャフト５の後端部５２には出力用のフランジヨーク１０が取り付けられ、図示しない後後軸に駆動力が伝達されるように構成されている。

デバイダギヤ６は、１対のローラベアリング（第１の軸受）１１によって回転自在に軸支されている。
１対のローラベアリング１１は、第１の軸受支持部材１２を介して、キャリアカバー２の前端近傍に取り付けられている。
ピニオン８は、１対のローラベアリング（第２の軸受）１３によって回転自在に軸支されている。
１対のローラベアリング１３は、第２の軸受支持部材１４を介してデフキャリア１の前端（図３では左側端部）近傍に取り付けられている。

デバイダギヤ６はピニオンギヤ７と噛み合い、ピニオンギヤ７はピニオン８の軸部８２と一体に固定されている。
ピニオン８のピニオン本体８１は、リングギヤ１６と噛み合っている。

図３で示す様な後前軸の減速機１００Ｄにおいて、サードデフ３への潤滑は、ピニオンギヤ７、デバイダギヤ６により、潤滑オイルを掻き上げることによって行われる。
より詳細には、デフキャリア１の底部１ｂに溜まったオイルが、ピニオンギヤ７、デバイダギヤ６により掻き上げられて、キャリアカバー２の天井部に形成された油路２１に達する。
油路２１に達したオイルは第１の軸受支持部材１２に形成された油路１２ｇを経由して、サードデフ３を収容している入力軸４のキャリア部４０内に導入され、サードデフ３の潤滑が行われる。
係る潤滑用オイルの流れは、図３においては、矢印Ｆｏ１で示されている。

しかし、上述したような従来技術に係る潤滑では、ピニオンギヤ７、デバイダギヤ６によって潤滑用オイルを掻き上げても、掻き上げられた潤滑用オイルであるが油路２１には浸入しなかった潤滑用オイルが落下する際に、当該落下する潤滑用オイルと衝突して、油路２１には到達することが出来ない、という問題を有している。
そして、潤滑用オイルが油路２１には到達しないと、サードデフ３まで到達する潤滑用オイルの量が少なくなってしまう。
或いは、ピニオンギヤ７、デバイダギヤ６によって掻き上げられた潤滑用オイルが、キャリアカバー２の内壁で跳ね返って、（ピニオンギヤ７、デバイダギヤ６によって掻き上げられて）上方へ移動している潤滑用オイルと衝突して、潤滑用オイルが油路２１に到達すること、すなわちサードデフ３へ潤滑オイルが供給されることを阻害している。

以上の理由により、図３を参照して説明した従来の（潤滑用オイルをサードデフ３へ供給する）潤滑方式では、サードデフ３に潤滑用オイルが十分に供給されない恐れがある。
そして、サードデフ３に潤滑用オイルが十分に供給されないという現象は、特に、低速で且つ高出力で走行しなければならない場合には顕著であり、最悪の場合にはサードデフ３が焼き付いてしまう恐れがある。

図３において、矢印Ｒはリングギヤ１６の回転方向を示し、符号Ｌｏは潤滑オイルの液面を示している。また、符号Ｆｏｘは、リングギヤ１６によって掻き揚げられる潤滑オイルの流れを示している。
リングギヤ１６は、ピニオンギヤ７に対して、アクスルハウジング２０の底部に溜まった潤滑オイルに浸されている面積が広い。したがって、リングギヤ１６で掻き上げられるオイルの量も多い。
しかし、図３で示す従来技術においては、リングギヤ１６で掻き上げられるオイルは、サードデフ３の潤滑には全く寄与しない。

その他の従来技術として、例えば、リングギヤの回転速度が遅い時でも、オイルを好適にキャッチして、良好な潤滑を確保する最終減速機の潤滑装置が提案されている（特許文献１参照）。
しかし、係る従来技術（特許文献１）は、いわゆる「サードデフ」の潤滑については言及されておらず、上述した問題を解決するものではない。

実開平５−２２９２５号公報

本発明は上述した従来技術の問題点に鑑みて提案されたものであり、どの様な回転条件でもサードデフへの潤滑が良好に行われ、サードデフが熱的損傷を受ける恐れがないインラインタンデム型終減速機のサードデフの潤滑構造の提供を目的としている。

本発明のインラインタンデム型終減速機のサードディファレンシャルギヤの潤滑構造は、ディファレンシャルギヤキャリア（１）、キャリアカバー（２）及びサードディファレンシャルギヤ（３）を有するインラインタンデム型終減速機（１００）のサードディファレンシャルギヤ（３）の潤滑構造において、ディファレンシャルギヤキャリア（１）及びキャリアカバー（２）の天井部に潤滑用油路（１ｇ、２ｇ）を設け、該潤滑用油路（１ｇ）の一端（１ｇｅ）はリングギヤ（１６）の外縁部の近傍に開口し、該潤滑用油路（２ｇ）の他端はサードディファレンシャルギヤ（３）の近傍に開口していることを特徴としている。
なお、潤滑用油路(１ｇ、２ｇ)は、リングギヤ（１６）の外縁で、リングギヤ（１６）の接線と平行な方向に延在する様に構成されているのが好ましい。

本発明において、前記潤滑用油路（１ｇ、２ｇ）は、全長に亘って直線に形成されていることが好ましい。

また本発明において、前記潤滑用油路（１ｇ）の一端（１ｇｅ）は端部に近づくにつれて流路面積が増加するようにテーパー状に形成されていることが好ましい。

さらに本発明では、前記潤滑用油路（１ｇ）は、油路の途中に分岐孔（１ｂ）を設けることが好ましい。

上述する構成を具備する本発明によれば、ディファレンシャルギヤキャリア（１）及びキャリアカバー（２）の天井部に潤滑用油路（１ｇ、２ｇ）を設け、該潤滑用油路（１ｇ）の一端（１ｇｅ）はリングギヤ（１６）の外縁部の近傍に開口し、該潤滑用油路（２ｇ）の他端はサードデフ（３）の近傍に開口しているので、リングギヤ（１６）で大量に掻き上げられた潤滑オイルが、潤滑用油路（１ｇ）の一端（１ｇｅ）から直接潤滑用油路（１ｇ）に導入され、サードディファレンシャルギヤ（３：サードデフ）に供給される。
ここで、リングギヤ（１６）は潤滑オイルに浸っている表面積が大きいため、リングギヤ（１６）で掻き上げられたオイル量は極めて多い。そのため、サードデフ（３）には、十分な量の潤滑オイルが供給されることになる。

そして、リングギヤ（１６）で掻き上げられ、潤滑用油路（１ｇ）を流れる潤滑オイルは、例えば、デバイダギヤ（６）及びピニオンギヤ（７）で掻き上げられたオイルが落下しても、その影響を受けることなく、潤滑用油路（１ｇ）を経由して、確実にサードデフ（３）に供給される。
したがって、サードデフ（３）には、常に十分な量の潤滑オイルが供給され、当該潤滑オイルの供給が滞って、サードデフ（３）が高温に曝されることや、焼き付きが発生することは確実に防止される。

ここで、潤滑用油路(１ｇ、２ｇ)を、リングギヤ（１６）の接線と平行な方向を向くように構成すれば、リングギヤ（１６）の回転力がオイルをサードデフ（３）側に運搬する力として作用するので、オイルポンプ循環用のポンプを専用に設ける必要がなくなる。

さらに本発明において、前記潤滑用油路（１ｇ、２ｇ）を、全長に亘って直線に形成すれば、油路（１ｇ、２ｇ）における抵抗も少なく、さらに潤滑は良好に行われる。
そして、前記潤滑用油路（１ｇ）の一端（１ｇｅ）を端部に近づくにつれて流路面積が増加するようにテーパー状に形成すれば、油路（１ｇ、２ｇ）に導入される潤滑オイルの量が増加し、サードデフ（３）を潤滑する潤滑性能がさらに高まる。

これに加えて、潤滑用油路（１ｇ）の油路の途中に分岐孔（１ｂ）を設け、ディファレンシャルギヤキャリア（１）内及び／又はキャリアカバー（２）内の潤滑必要個所に潤滑オイルを滴下するように構成すれば、ディファレンシャルギヤキャリア（１）内及び／又はキャリアカバー（２）内の潤滑を必要とする個所に対して、十分な潤滑オイルが供給して、潤滑不足及びそれに伴うトラブルを一掃することが出来る。

この様に、本発明によれば、サードデフ（３）への潤滑オイル供給量を大幅に増加させることが出来るので、サードデフ（３）への潤滑オイル供給量をサードデフ（３）における必要量よりも多くすることが可能となる。
そして、サードデフ（３）への潤滑オイル供給量が、サードデフ（３）における必要量を上回れば、後前軸に充填する潤滑オイルの量を減少することができるため、イニシャルコスト及びランニングコストを削減することが可能となる。

本発明の実施形態に係るインラインタンデム型終減速機の断面図である。 インラインタンデム型終減速機を有する３軸車両の側面図である。 従来技術のインラインタンデム型終減速機の断面図である。

以下、図１を参照して、本発明の実施形態に係るインラインタンデム型終減速機のサードデフの潤滑構造について説明する。
なお、図１で示す実施形態に係るインラインタンデム型終減速機のサードデフの潤滑構造は、図３で示す潤滑構造に対して、潤滑油の流路に係る部分のみが異なっている。換言すれば、それ以外の構成は、図１と図３では同様である。
したがって、図１を参照して行う以下の説明では、主として、図３で示す従来技術とは異なる構成について説明する。以下で特記しない構成については、図３を参照して説明した従来技術と同様である。
図１において、図３と同様の部材については、図３と同様な符号を付している。

図１において、ディファレンシャルギヤキャリア(以下、「デフキャリア」と記載する)１の天井部（図１において、上方の部分：以下同じ）と、キャリアカバー２の天井部には、図示では明確ではないが、トンネル状の油路１ｇ(デフキャリア１側)、２ｇ(キャリアカバー２側)が形成されている。
油路１ｇ、２ｇはデフキャリア１とキャリアカバー２において、共通した断面形状の流路を構成している。図１では、油路１ｇ、２ｇは、全域に亘って直線状に構成されている。
なお、図１において、符号１５はディファレンシャルアッセンブリを示しており、ディファレンシャルアッセンブリ１５は、リングギヤ１６、サードデフ３、スルーシャフト５、デバイダギヤ６、ピニオンギヤ７、ピニオン８を有している。

油路１ｇのデフキャリア１側の一方の端部１ｇｅは、リングギヤ１６の外縁部（リングギヤ１６の半径方向外方の縁部）の近傍に開口している。
ここで、潤滑用油路１ｇ、２ｇは、リングギヤ１６の接線と平行な方向に延在する様に構成されているので、リングギヤ１６が回転すると、その回転力によって、リングギヤ１６で掻き上げられた潤滑用オイルが、サードデフ３側（図１では左側）に搬送される。すなわち、リングギヤ１６の回転力が、潤滑用油路１ｇ、２ｇ内で、潤滑用オイルをサードデフ３側へ搬送する力として作用する。
そのため、図１で示す実施形態では、オイルポンプ循環用のポンプを別途設ける必要がない。

図１では示されていないが、開口部１ｇｅの幅方向(紙面に垂直な方向)の寸法は、リングギヤ１６が掻き上げるオイルが飛散する範囲をカバー出来る様に設定されている。
図１において、矢印Ｆｏ２は、リングギヤ１６によって掻き上げられた潤滑用オイルの移動する軌跡（或いは流れ）を示している。矢印Ｆｏ３は、油路１ｇ、２ｇ内を移動する潤滑用オイルの軌跡（或いは流れ）を示している。

また潤滑用油路１ｇは、リングギヤ１６側の端部１ｇｅに近づくに連れて流路断面積が増加するように、テーパー状に形成されている。
そのため、潤滑用油路１ｇのリングギヤ１６側の端部１ｇｅは、その断面積が大きく構成されており、リングギヤ１６で掻き上げられた潤滑用オイルが、潤滑用油路１ｇに導入され易くなっている。これにより、潤滑用油路１ｇに導入される潤滑オイルの量が増加し、サードデフ３へ供給される潤滑用オイル量が増加し、潤滑性能が向上する。

図１において、第１の軸受支持部座１２に油路１２ｇが形成されている。ここで、第１の軸受支持部座１２は、デバイダギヤ６の軸受(１対のローラベアリング：第１の軸受)１１を支持している。
この油路１２ｇは、図１において、右側から左側に向かって、すなわちキャリアカバー２からサードデフ３を収容するキャリア部４０に向かって、斜めに下るように形成されている。

図１において、キャリア部４０の上方で、リヤディファレンシャルギヤ(以下、「リヤデフギヤ」と記載する)３２の上端部近傍には、油路４０ｇが形成されており、油路４０ｇはキャリア部４０内に連通している。
油路１２ｇの一端は、キャリアカバー２に形成された油路２ｇに連通しており、油路１２ｇの他端は、キャリア部４０に形成された油路４０ｇと対向した位置に設けられている。
すなわち、油路１ｇ、２ｇは、油路１２ｇ、油路４０ｇを介してキャリア部４０内に連通しており、リングギヤ１６で掻き上げられた潤滑用オイルは、油路１ｇ、２ｇ、１２ｇ、４０ｇを介して、サードデフ３に供給されるのである。

デフキャリア１に形成された油路１ｇには、分岐孔１ｂが形成されている。
図１では、分岐孔１ｂは、第１の軸受１１の車両後方側(図１における右方)のローラベアリングの近傍に形成されている。
分岐孔１ｂを形成することにより、油路１ｇを流れる潤滑用オイルの一部が、ローラベアリング１１に滴下され、ローラベアリング１１の潤滑を確実に行っている。

上述した構成の実施形態によれば、デフキャリア１の天井部に油路１ｇ、キャリアカバー２の天井部に油路２ｇを設け、油路１ｇの一端１ｇｅはリングギヤ１６の外縁部の近傍に開口している。
また、油路２ｇのサードデフ３側の端部は、支持部材１２に形成された油路１２ｇを経由して、サードデフ３の近傍に達している。

ここで、リングギヤ１６で掻き上げられるオイル量(矢印Ｆｏ２の流れ)は、きわめて多い。リングギヤ１６で掻き上げられた大量の潤滑オイルは、油路１ｇの端部１ｇｅから潤滑用油路１ｇ、２ｇに導入され、サードデフ３に到達する。
デバイダギヤ６、ピニオンギヤ７で掻き上げられた潤滑用オイルがキャリアカバー２内部で落下しても、油路１ｇ、２ｇを流れる潤滑用オイルは、何等影響を受けることなく、サードデフ３に到達する。

図示の実施形態によれば、サードデフ３には十分な量の潤滑オイルが供給されるので、潤滑用オイルが滞り、サードデフ３が高温に曝されることはなく、ギヤの焼き付きが発生することが防止される。

図示の実施形態では、油路１ｇ、２ｇは、全長に亘って直線に形成されているので、潤滑用オイルが油路１ｇ、２ｇを移動する際の管路抵抗も少なく、潤滑用オイルは順調にサードデフ３に供給される。
また、油路１ｇは、リングギヤ１６側の端部１ｇｅに近づくに連れて、流路断面積が増加するようにテーパー状に形成されており、端部１ｇｅの開口面積が大きくなるので、リングギヤ１６で掻き上げられた潤滑用オイルは油路１ｇに導入され易くなり、サードデフ３へ供給される潤滑用オイルの量が増加し、潤滑性能はさらに向上する。

これに加えて、図示の実施形態では、油路１ｇの途中に分岐孔１ｂを設け、第１の軸受１１に潤滑オイルを滴下するように構成しているので、第１の軸受１１にも十分な潤滑オイルが供給でき、第１の軸受１１の潤滑不足やそれに伴うトラブルを一掃することが出来る。

図示の実施形態において、サードデフ３へ供給される潤滑用オイルの供給量が、サードデフ３における潤滑用オイルの必要量を超えるのであれば、後前軸に予め充填しておくべき潤滑用オイルの量（充填オイル量）を減らすことができる。そして、後前軸に充填する潤滑オイル量を減らすことが出来れば、イニシャルコスト及びランニングコストの削減が可能である。

図示の実施形態はあくまでも例示であり、本発明の技術的範囲を限定する趣旨の記述ではない。
図１の例では、油路１ｇ、２ｇを傾斜させているが、油路１ｇ、２ｇは水平に形成しても良い。或いは、油路１ｇ、２ｇにおいて、水平部と傾斜部を混在させることが出来る。
但し、流路の断面積の変化は出来るだけ避けて、極端に断面積が変化する部分を設けないことが、効果的な潤滑を行うためには好適である。

１・・・ディファレンシャルギヤキャリア／デフキャリア
２・・・キャリアカバー
３・・・サードディファレンシャルギヤ／サードデフ
４・・・インプットシャフト
５・・・スルーシャフト
６・・・デバイダギヤ
７・・・ピニオンギヤ
８・・・ピニオン
１０・・・フランジヨーク
１１・・・１対のローラベアリング／第１の軸受１１
１２・・・第１の軸受支持部材
１３・・・１対のローラベアリング／第２の軸受１１
１４・・・第２の軸受支持部材
１５・・・ディファレンシャルアッセンブリ
１６・・・リングギヤ
２０・・・アクスルハウジング
３１・・・フロントディファレンシャルギヤ／フロントデフギヤ
３２・・・リヤディファレンシャルギヤ／リヤデフギヤ
３３、３４・・・ディファレンシャルピニオン／デフピニオン
４０・・・キャリア部
５１・・・前端部
５２・・・後端部
６１・・・軸部
８１・・・ピニオン本体
８２・・・軸部
１ｇ、２ｇ・・・油路
１００・・・終減速機

Claims (4)

1. ディファレンシャルギヤキャリア、キャリアカバー及びサードディファレンシャルギヤを有するインラインタンデム型終減速機のサードディファレンシャルギヤの潤滑構造において、ディファレンシャルギヤキャリア及びキャリアカバーの天井部に潤滑用油路を設け、該潤滑用油路の一端はリングギヤの外縁部の近傍に開口し、該潤滑用油路の他端はサードディファレンシャルギヤの近傍に開口していることを特徴としたインラインタンデム型終減速機のサードディファレンシャルギヤの潤滑構造。
2. 前記潤滑用油路は、全長に亘って直線に形成されていることを特徴とした請求項１のインラインタンデム型終減速機のサードディファレンシャルギヤの潤滑構造。
3. 前記潤滑用油路の一端は端部に近づくにつれて流路面積が増加するようにテーパー状に形成されていることを特徴とした請求項１、２の何れかのインラインタンデム型終減速機のサードディファレンシャルギヤの潤滑構造。
4. 前記潤滑用油路は、油路の途中に分岐孔を設け、ディファレンシャルギヤキャリア内及び／又はキャリアカバー内の潤滑必要個所に潤滑オイルを滴下するように構成されたことを特徴とした請求項１〜３の何れかのインラインタンデム型終減速機のサードディファレンシャルギヤの潤滑構造。

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