JP5273411B2 - ディファレンシャルギヤ装置の潤滑構造 - Google Patents

Description

本発明は、ディファレンシャルギヤ装置に係り、更に詳細にはディファレンシャルギヤ装置の潤滑構造に係る。

例えば自動車等の車両の駆動系に組み込まれるディファレンシャルギヤ装置は、互いに噛合する一対のサイドギヤ及び一対のピニオンギヤとこれらのギヤを回転可能に支持するディファレンシャルケースとを有している。一対のサイドギヤ及び一対のピニオンギヤは互いに噛合して回転し、一対のサイドギヤを支持する一対のドライブシャフトはディファレンシャルケースに対し相対的に回転する。またピニオンギヤはディファレンシャルケースにより支持されたピニオンシャフトに対し相対的に回転し、ディファレンシャルケースはそれを収容するディファレンシャルハウジングに対し相対的に回転し、それらの間には軸受が配設されている。よってディファレンシャルギヤ装置の作動時には各相対回転部はそれらの摩擦抵抗が低くなるよう潤滑油によって潤滑されされなければならず、従来種々の潤滑構造が提案されている。

例えばディファレンシャルケースとディファレンシャルハウジングとの間の室空間又は潤滑供給系より潤滑孔を経て一方のドライブシャフトの周りの室空間へ潤滑油を導くよう構成されたディファレンシャルギヤ装置の潤滑構造がよく知られている。また一方のドライブシャフトの外面又はこれを回転可能に支持するディファレンシャルケースのボス部の内面に螺旋溝が設けられ、螺旋溝によりディファレンシャルケース内へ潤滑油を供給するよう構成された潤滑構造もよく知られている。

特に下記の特許文献１には、潤滑孔及び螺旋溝に加えて、リングプレートを有するディファレンシャルギヤ装置の潤滑構造が記載されている。リングプレートはディファレンシャルハウジングに設けられた潤滑孔を経てドライブシャフトの周りの室空間へ流入する潤滑油をドライブシャフトとディファレンシャルケースのボス部との間に導く舌部を備えている。

上述如き従来の潤滑構造によれば、潤滑孔及び螺旋溝が設けられていない場合や舌部を備えたリングプレートが設けられていない場合に比して、ドライブシャフトとボス部との間やディファレンシャルケースの内部へ良好に潤滑油を供給することができる。

特開２０１０−１４４９０４号公報

〔発明が解決しようとする課題〕
一般にディファレンシャルギヤ装置に於いては、ドライブシャフトは良好に支持される必要があるので、ドライブシャフトとディファレンシャルケースのボス部との間のクリアランスは非常に小さい。同様にドライブシャフトの内端に固定されたサイドギヤの軸部とディファレンシャルケースのボス部との間のクリアランスも小さい。

従ってドライブシャフトの周りの室空間よりドライブシャフトとディファレンシャルケースのボス部との間を経てディファレンシャルケース内の室空間へ至る潤滑油流通経路の最小通路断面積は潤滑孔の最小通路断面積よりも小さい。そのためドライブシャフトの周りの室空間よりドライブシャフトとディファレンシャルケースのボス部との間を経てディファレンシャルケース内の室空間へ至る潤滑油流通経路の流路抵抗が高く、この潤滑油流通経路を通過する潤滑油の流量が制限される。よってディファレンシャルギヤ装置が厳しい作動条件下にて作動されるような場合には、ドライブシャフトとディファレンシャルケースのボス部との間やサイドギヤの軸部とディファレンシャルケースのボス部との間等の潤滑が不十分になる虞れがある。従って潤滑が不十分になる虞れがある部位に固体潤滑材が混合されためっき処理を行ったり、面粗度が低くなるよう高度に研磨処理を行ったりすることが必要である。

本発明は、従来のディファレンシャルギヤ装置の潤滑構造に於ける上述の如き問題に鑑みてなされたものであり、本発明の主要な課題は、ディファレンシャルギヤ装置内の各部に於ける潤滑油流通経路の最小通路断面積の関係を変更してディファレンシャルギヤ装置内に於ける潤滑性能を向上させることである。
〔課題を解決するための手段及び発明の効果〕

上述の主要な課題は、本発明によれば、請求項１の構成、即ち互いに整合して隔置された一対のドライブシャフトに固定され互いに対向する一対のサイドギヤと、
前記一対のサイドギヤ間にてそれらに噛合する一対のピニオンギヤと、
前記サイドギヤ及び前記ピニオンギヤをそれぞれの軸線の周りに回転可能に支持し、前記一対のサイドギヤの間の差動回転を許容しつつ前記一対のサイドギヤをそれらの軸線の周りに回転させるディファレンシャルケースと、
前記一対のドライブシャフトの周りに配設された軸受を介して前記ディファレンシャルケースを前記一対のサイドギヤの軸線に一致する軸線の周りに回転可能に支持するディファレンシャルハウジングと、
前記ディファレンシャルケースと前記ディファレンシャルハウジングとの間に形成された第一の室空間と、
一方のドライブシャフトの周りにてオイルシールと前記ディファレンシャルケースと前記ディファレンシャルハウジングと一方の軸受とにより形成された第二の室空間と、
前記ディファレンシャルケースと前記一対のサイドギヤ及び前記一対のピニオンギヤにより形成された第三の室空間と、
前記第二の室空間へ潤滑油を供給する第一の潤滑油供給手段と、
を有するディファレンシャルギヤ装置の潤滑構造に於いて、
前記第二の室空間より前記一方の軸受を経て前記第一の室空間へ至る潤滑油流通経路の最小通路断面積は、前記第一の潤滑油供給手段の潤滑油流通経路の最小通路断面積よりも小さく、
前記第二の室空間と前記第三の室空間との間及び前記第三の室空間に於ける潤滑油流通経路の最小通路断面積は、前記第一の潤滑油供給手段の潤滑油流通経路の最小通路断面積よりも大きい、
ことを特徴とするディファレンシャルギヤ装置の潤滑構造によって達成される。

上記構成によれば、第二の室空間より一方の軸受を経て第一の室空間へ至る潤滑油流通経路の最小通路断面積は、第一の潤滑油供給手段の潤滑油流通経路の最小通路断面積よりも小さい。よって第二の室空間に潤滑油が充填される状況を確保し、一方のドライブシャフトとそれを回転可能に支持するディファレンシャルケースの支持部との間に確実に潤滑油を供給することができ、これによりそれらの間を良好に潤滑することができる。

また上記構成によれば、第二の室空間と第三の室空間との間及び第三の室空間に於ける潤滑油流通経路の最小通路断面積は、第一の潤滑油供給手段の潤滑油流通経路の最小通路断面積よりも大きい。よって二つの最小通路断面積の大小関係が逆である従来の潤滑構造の場合に比して、第二の室空間と第三の室空間との間及び第三の室空間に於ける潤滑油流通経路の流通抵抗を低減し、例えば一方のドライブシャフト及びサイドギヤとディファレンシャルケースとの間の潤滑油の流量を増大させることができる。

従って上記構成によれば、従来の潤滑構造の場合に比して、ディファレンシャルギヤ装置内に於ける潤滑油流通経路の流路抵抗を低下させてディファレンシャルギヤ装置内に於ける潤滑性能を向上させることができる。よってディファレンシャルギヤ装置内の相対運動する部位に固体潤滑材が混合されためっき処理を行ったり、面粗度が低くなるよう高度に研磨処理を行ったりすることを省略することができる。

また上記構成に於いて、前記第三の室空間に於ける潤滑油流通経路の最小通路断面積は、前記第二の室空間と前記第三の室空間との間の潤滑油流通経路の最小通路断面積よりも大きくてよい。

上記構成によれば、二つの最小通路断面積の大小関係が逆である場合に比して、第三の室空間に於ける潤滑油流通経路の流通抵抗を低減し、例えばサイドギヤとディファレンシャルケースとの間の潤滑油の流量を増大させることができる。

尚二つの最小通路断面積が上記関係にある場合には、これらの最小通路断面積の大小関係が逆である場合に比して、例えばサイドギヤの軸部とディファレンシャルケースとの間のクリアランスが大きくなる。しかし一対のサイドギヤは一対のピニオンギヤと噛合しているので、二つの最小通路断面積の大小関係が本発明に従って設定されてもサイドギヤが過剰にみそすり運動することはない。

上記構成に於いて、前記第二の室空間より前記一方の軸受を経て前記第一の室空間へ潤滑油が流出することを抑制する第一の潤滑油流出抑制手段が設けられていてよい。

この構成によれば、潤滑油が第二の室空間より一方の軸受を経て第一の室空間へ流出することが第一の潤滑油流出抑制手段によって抑制される。よって第一の潤滑油流出抑制手段が設けられていない場合に比して、第二の室空間より第三の室空間へ至る潤滑油の流量を増大させることができ、これによりディファレンシャルギヤ装置内に於ける潤滑性能を一層向上させることができる。

また上記構成に於いて、他方のドライブシャフトの周りにてオイルシールと前記ディファレンシャルケースと前記ディファレンシャルハウジングと他方の軸受とにより形成された第四の室空間と、
前記第四の室空間へ潤滑油を供給する第二の潤滑油供給手段と、
を有し、
前記第四の室空間より前記他方の軸受を経て前記第一の室空間へ至る潤滑油流通経路の最小通路断面積は、前記第二の潤滑油供給手段の潤滑油流通経路の最小通路断面積よりも小さく、
前記第四の室空間と前記第三の室空間との間及び前記第三の室空間に於ける潤滑油流通経路の最小通路断面積は、前記第二の潤滑油供給手段の潤滑油流通経路の最小通路断面積よりも大きくてよい。

上記構成によれば、第四の室空間より他方の軸受を経て第一の室空間へ至る潤滑油流通経路の最小通路断面積は、第二の潤滑油供給手段の潤滑油流通経路の最小通路断面積よりも小さい。よって第四の室空間に潤滑油が充填される状況を確保し、他方のドライブシャフトとそれを回転可能に支持するディファレンシャルケースの支持部との間に確実に潤滑油を供給することができ、これによりそれらの間を良好に潤滑することができる。

また上記構成によれば、第四の室空間と第三の室空間との間及び第三の室空間に於ける潤滑油流通経路の最小通路断面積は、第二の潤滑油供給手段の潤滑油流通経路の最小通路断面積よりも大きい。よって二つの最小通路断面積の大小関係が逆である従来の潤滑構造の場合に比して、第四の室空間と第三の室空間との間及び第三の室空間に於ける潤滑油流通経路の流通抵抗を低減し、例えば他方のドライブシャフト及びサイドギヤとディファレンシャルケースとの間の潤滑油の流量を増大させることができる。

また上記構成に於いて、第三の室空間に於ける潤滑油流通経路の最小通路断面積は、第四の室空間と第三の室空間との間の潤滑油流通経路の最小通路断面積よりも大きくてよい。

上記構成によれば、二つの最小通路断面積の大小関係が逆の場合に比して、第四の室空間の側に於いても第三の室空間に於ける潤滑油流通経路の流通抵抗を低減し、例えばサイドギヤとディファレンシャルケースとの間の潤滑油の流量を増大させることができる。

また上記構成に於いて、前記第四の室空間より前記他方の軸受を経て前記第一の室空間へ潤滑油が流出することを抑制する第二の流出抑制手段が設けられていてよい。

この構成によれば、潤滑油が第四の室空間より他方の軸受を経て第一の室空間へ流出することが第二の潤滑油流出抑制手段によって抑制される。よって第二の潤滑油流出抑制手段が設けられていない場合に比して、第四の室空間より第三の室空間へ至る潤滑油の流量を増大させることができ、これによりディファレンシャルギヤ装置内に於ける潤滑性能を一層向上させることができる。
〔課題解決手段の好ましい態様〕

また上記構成に於いて、一方の軸受及び他方の軸受の少なくとも一方はオイルレスタイプのものであり、流出抑制手段としても機能するようになっていてよい。

また上記構成に於いて、第一の潤滑油流出抑制手段は第二の室空間に配設され潤滑油が第二の室空間より一方の軸受へ流入することを抑制するようになっていてよい。

また上記構成に於いて、第二の潤滑油流出抑制手段は第四の室空間に配設され潤滑油が第四の室空間より他方の軸受へ流入することを抑制するようになっていてよい。

また上記構成に於いて、一方のドライブシャフトの外面若しくは一方のドライブシャフトを回転可能に支持するディファレンシャルケースの支持部の内面に、第二の室空間より第三の室空間へ潤滑油を導く第一の螺旋溝が設けられていてよい。

また上記構成に於いて、他方のドライブシャフトの外面若しくは他方のドライブシャフトを回転可能に支持するディファレンシャルケースの支持部の内面に、第四の室空間より第三の室空間へ潤滑油を導く第二の螺旋溝が設けられていてよい。

また上記構成に於いて、第一の潤滑油供給手段は第二の室空間へ潤滑油を強制的に供給するようになっていてよい。

また上記構成に於いて、第二の潤滑油供給手段は第四の室空間へ潤滑油を強制的に供給するようになっていてよい。

また上記構成に於いて、第三の室空間に於ける潤滑油流通経路の最小通路断面積は、一方のドライブシャフトに固定された一方のサイドギヤの軸部とディファレンシャルケースとの間の最小通路断面積であってよい。

また上記構成に於いて、第三の室空間に於ける潤滑油流通経路の最小通路断面積は、他方のドライブシャフトに固定された他方のサイドギヤの軸部とディファレンシャルケースとの間の最小通路断面積であってよい。

本発明による潤滑構造の第一の実施形態が適用されたディファレンシャルギヤ装置の要部を示す部分断面図である。 第一の実施形態に於ける潤滑油の流動を説明するための模式図である。 本発明による潤滑構造の第二の実施形態が適用されたディファレンシャルギヤ装置の要部を示す部分断面図である。

以下に添付の図を参照しつつ、本発明を幾つかの好ましい実施形態について詳細に説明する。
［第一の実施形態］

本発明による潤滑構造の第一の実施形態が適用されたディファレンシャルギヤ装置の要部を示す部分断面図である。

図１に於いて、符号１０はディファレンシャルギヤ装置を示しており、ディファレンシャルギヤ装置１０は図には示されていないプロペラシャフト等より図には示されていない左右の車輪のための一対のドライブシャフト１２Ｌ、１２Ｒへ駆動力を伝達する。ドライブシャフト１２Ｌ、１２Ｒは共通の軸線１４に整合して互いに隔置されており、ディファレンシャルケース１６のボス部１６Ｌ、１６Ｒに密に嵌合し、これらのボス部により軸線１４の周りに回転可能に支持されている。ディファレンシャルケース１６内には一対のサイドギヤ１８Ｌ、１８Ｒと一対のピニオンギヤ２０Ｕ、２０Ｌとが配置されている。

一対のサイドギヤ１８Ｌ、１８Ｒは軸線１４に整合し且つ互いに対向する状態にてそれぞれドライブシャフト１２Ｌ、１２Ｒの内端に例えばスプライン結合により固定されている。よって一対のサイドギヤ１８Ｌ、１８Ｒはそれぞれドライブシャフト１２Ｌ、１２Ｒと共に軸線１４の周りに回転可能である。一対のピニオンギヤ２０Ｕ、２０Ｌは軸線１４に垂直な軸線２２に整合し且つ互いに対向する状態にて一対のサイドギヤ１８Ｌ、１８Ｒの間に位置し、それらのサイドギヤと噛合している。

一対のピニオンギヤ２０Ｕ、２０Ｌはピニオンシャフト２４により軸線２２の周りに回転可能に支持されており、ピニオンシャフト２４は軸線２２に整合して上下方向に延在し両端にてディファレンシャルケース１６により支持されている。ピニオンシャフト２４はディファレンシャルケース１６に設けられた一対の孔に嵌合し、ピン２６により軸線２２の周りに回転しないよう拘束されている。ディファレンシャルケース１６には図１の紙面に垂直な部位に開口部が設けられており、ディファレンシャルケース１６の外部よりサイドギヤ１８Ｌ、１８Ｒ及びピニオンギヤ２０Ｕ、２０Ｌにアクセス可能である。

ディファレンシャルケース１６はディファレンシャルハウジング２８内に収容されている。ディファレンシャルハウジング２８はディファレンシャルケース１６のボス部１６Ｌ、１６Ｒの周りに配設されたテーパローラ軸受３０Ｌ、３０Ｒを介してディファレンシャルケース１６を軸線１４の周りに回転可能に支持している。ディファレンシャルケース１６の外周部にはピニオンシャフト２４に対しローラ軸受３０Ｌの側にて径方向外方へ突出するフランジ部１６Ｆが設けられており、フランジ部１６Ｆには軸線１４に整合するリングギヤ３２がボルトによって固定されている。

特に第一の実施形態に於いては、ローラ軸受３０Ｌ、３０Ｒは潤滑油の供給量が少なくてよいオイルレスタイプのものである。尚第一の実施形態に於いてディファレンシャルケース１６を軸線１４の周りに回転可能に支持するための軸受は、通過する潤滑油の量が少ない限り、オイルレスタイプのものでなくてよく、またボール軸受の如き他の型式の軸受であってもよい。

リングギヤ３２は図には示されていないプロペラシャフト等により駆動される入力ギヤと噛合しており、ディファレンシャルケース１６はリングギヤ３２が入力ギヤによって回転駆動されることにより軸線１４の周りに回転駆動される。ディファレンシャルケース１６の回転はピニオンシャフト２４、一対のピニオンギヤ２０Ｕ、２０Ｌ、一対のサイドギヤ１８Ｌ、１８Ｒを介してドライブシャフト１２Ｌ、１２Ｒへ伝達され、これらのドライブシャフトが軸線１４の周りに回転する。

一対のピニオンギヤ２０Ｕ、２０Ｌが軸線２２の周りに回転しなければ、ドライブシャフト１２Ｌ、１２Ｒは互いに同一の回転速度にて回転する。これに対し一対のピニオンギヤ２０Ｕ、２０Ｌが軸線２２の周りに回転すると、サイドギヤ１８Ｌ、１８Ｒが差動回転する。よってドライブシャフト１２Ｌ、１２Ｒは互いに異なる回転速度にて回転し、差動機能が発揮される。

かくして一対のサイドギヤ１８Ｌ、１８Ｒ、一対のピニオンギヤ２０Ｕ、２０Ｌ、ディファレンシャルケース１６は互いに共働して差動歯車装置３４を構成している。差動歯車装置３４はディファレンシャルケース１６が受ける軸線１４の周りの回転トルクをドライブシャフト１２Ｌ、１２Ｒへ伝達すると共にドライブシャフト１２Ｌ、１２Ｒの相対回転を許容する。

ディファレンシャルケース１６とディファレンシャルハウジング２８との間には第一の室空間３６が形成されており、リングギヤ３２及び入力ギヤは第一の室空間３６内に配置されている。ディファレンシャルケース１６より上方の第一の室空間３６には潤滑油供給管３８が設けられており、潤滑油供給管３８はオイルポンプ４０と連通している。オイルポンプ４０は後述の潤滑油リザーバより潤滑油を汲み上げ、一定の流量にて高圧の潤滑油を潤滑油供給管３８へ供給する。潤滑油供給管３８は図１に於いて矢印Ａにて示されている如くディファレンシャルケース１６の上方よりディファレンシャルケース等に対し潤滑油を噴射し、これによりサイドギヤ１８Ｌ、１８Ｒとピニオンギヤ２０Ｕ、２０Ｌとの噛合部等へ潤滑油を供給する。

ドライブシャフト１２Ｌとディファレンシャルハウジング２８との間にはディファレンシャルハウジングの外面に近接してオイルシール４４が配設されている。オイルシール４４はドライブシャフト１２Ｌ、ディファレンシャルケース１６、ローラ軸受３０Ｌ、ディファレンシャルハウジング２８と共働して第二の室空間４６を形成している。ディファレンシャルケース１６にはローラ軸受３０Ｌに近接して強制潤滑孔４８Ｌが設けられており、強制潤滑孔４８Ｌは第一の室空間３６と第二の室空間４６とを連通接続している。

強制潤滑孔４８Ｌは第二の室空間４６の上方にてドライブシャフト１２Ｌの軸線１４に垂直に上下方向に延在しており、図１に於いて矢印Ｂにて示されている如く上端にて潤滑油供給管３８より潤滑油を受け、第二の室空間４６へ潤滑油を供給する。従って強制潤滑孔４８Ｌはオイルポンプ４０、潤滑油供給管３８と共働して第一の潤滑油供給手段を構成している。

一対のサイドギヤ１８Ｌ、１８Ｒ及び一対のピニオンギヤ２０Ｕ、２０Ｌはディファレンシャルケース１６の内面より隔置されており、これによりそれらの間には第三の室空間５０が形成されている。第三の室空間５０はディファレンシャルケース１６に設けられた図には示されていない開口部により第一の室空間３６と連通接続されている。尚サイドギヤ１８Ｌの軸部は、ガタつくことなくディファレンシャルケース１６に対し相対的に回転し得るよう、ボス部１６Ｌと比較的密に嵌合している。

ディファレンシャルケース１６のボス部１６Ｌの内面には軸線１４の周りに螺旋状に延在する２条の螺旋溝５２が設けられている。螺旋溝５２はドライブシャフト１２Ｌが車両の前進方向へ回転するとアルキメデスポンプの作用により第二の室空間４６内の潤滑油を第三の室空間５０へ供給する。尚螺旋溝５０と同様の螺旋溝がドライブシャフト１２Ｌの外面に設けられてもよく、ボス部１６Ｌの内面及びドライブシャフト１２Ｌの外面の両方に設けられてもよい。

ドライブシャフト１２Ｌの場合と同様に、ドライブシャフト１２Ｒとディファレンシャルハウジング２８との間にはディファレンシャルハウジングの外面に近接してオイルシール５４が配設されている。オイルシール５４はドライブシャフト１２Ｒ、ディファレンシャルケース１６、ローラ軸受３０Ｒ、ディファレンシャルハウジング２８と共働して第四の室空間５６を形成している。

第四の室空間５６は潤滑油供給通路４２及び強制潤滑孔４８Ｒにより第一の室空間３６と連通接続されている。潤滑油供給通路４２は潤滑油供給管３８より潤滑油を受け、第四の室空間５６には潤滑油供給通路４２より強制潤滑孔４８Ｒを経て潤滑油が供給される。従って強制潤滑孔４８Ｒはオイルポンプ４０、潤滑油供給管３８、潤滑油供給通路４２と共働して第二の潤滑油供給手段を構成している。

ローラ軸受３０Ｒのアウタレースはディファレンシャルハウジング２８に設けられた円筒形の棚部に圧入されており、アウタレースの外端と棚部の端壁との間にはリングプレート５８Ｒが挾圧されている。リングプレート５８Ｒはローラ軸受３０Ｒのインナレースより隔置されており、内周部はディファレンシャルケース１６のボス部１６Ｒの外周面より隔置されている。尚リングプレート５８Ｒは省略されてもよく、またリングプレート５８Ｒと同様のリングプレートがローラ軸受３０Ｌに設けられていてもよい。

ディファレンシャルケース１６のボス部１６Ｒの内面には螺旋溝５２とは逆方向に軸線１４の周りに螺旋状に延在する２条の螺旋溝６０が設けられている。螺旋溝６０はドライブシャフト１２Ｒが車両の前進方向へ回転するとアルキメデスポンプの作用により第四の室空間５６内の潤滑油を第三の室空間５０へ移動させる。尚螺旋溝６０と同様の螺旋溝がドライブシャフト１２Ｒの外面に設けられてもよく、ボス部１６Ｒの内面及びドライブシャフト１２Ｒの外面の両方に設けられてもよい。またサイドギヤ１８Ｒの軸部は、ガタつくことなくディファレンシャルケース１６に対し相対的に回転し得るよう、ボス部１６Ｒと比較的密に嵌合している。

第一の室空間３６の下方部は潤滑油リザーバ６２として機能し、リングギヤ３２及びディファレンシャルケース１６の一部はリザーバ６２に貯留された潤滑油に浸漬された状態に維持される。図１に於いて、Ｌは第一の室空間３６の下方部に貯留された潤滑油の標準的な液面を示している。従ってディファレンシャルケース１６が軸線１４の周りに回転すると、潤滑油がディファレンシャルケース１６及びリングギヤ３２によって第一の室空間３６の上方部へ跳ね上げられる。

第一の室空間３６の圧力は大気圧に維持されるようになっている。また前述の如く第二の室空間４６、第三の室空間５０、第四の室空間５６は第一の室空間３６と連通接続されているので、これらの室空間の圧力も大気圧である。

第二の室空間４６は強制潤滑孔４８Ｌを経て供給される潤滑油（矢印Ｂ）にて部分的に充填され、第二の室空間４６内の潤滑油のごく一部はローラ軸受３０Ｌを潤滑すると共に、図１に於いて矢印Ｃにて示されている如くローラ軸受３０Ｌを経て第一の室空間３６の下方部へ移動する。第二の室空間４６内の潤滑油の大部分はドライブシャフト１２Ｌとディファレンシャルケース１６のボス部１６Ｌとの間を潤滑すると共に、図１に於いて矢印Ｄにて示されている如く螺旋溝５２を経て第三の室空間５０へ移動する。

同様に第四の室空間５６も図１に於いて矢印Ｅにて示されている如く潤滑油供給通路４２と連通する強制潤滑孔４８Ｒより供給される潤滑油にて部分的に充填される。そして第四の室空間５６内の潤滑油のごく一部は矢印Ｆにて示されている如くローラ軸受３０Ｒを経て第一の室空間３６の下方部へ移動する。第四の室空間５６内の潤滑油の大部分はドライブシャフト１２Ｒとディファレンシャルケース１６のボス部１６Ｒとの間を潤滑すると共に、図１に於いて矢印Ｇにて示されている如く螺旋溝６０を経て第三の室空間５０へ移動する。

第三の室空間５０へ移動した潤滑油はサイドギヤ１８Ｌ、１８Ｒの軸部とディファレンシャルケース１６との間を潤滑し、ディファレンシャルケース１６等が軸線１４の周りに回転することによる遠心ポンプの作用により径方向外方へ吸引される。かくして吸引された潤滑油及び潤滑油供給管３８により噴射されサイドギヤ１８Ｌ、１８Ｒ等を潤滑した潤滑油は、ディファレンシャルケース１６の開口部を経て第一の室空間３６の下方部へ落下して移動し、これにより潤滑油リザーバ６２へ戻る。

図２は第一の実施形態に於ける潤滑油の流動を説明するための模式図である。図２に示されている如く、強制潤滑孔４８Ｌの最小通路断面積をＡ１とする。第二の室空間４６と第三の室空間５０との間の潤滑油流通経路、即ちディファレンシャルケース１６のボス部１６Ｌとドライブシャフト１２Ｌとの間の最小通路断面積をＡ２とする。サイドギヤ１８Ｌの軸部とディファレンシャルケース１６との間の筒状の間隙空間の潤滑油流通経路の最小通路断面積、即ち第二の室空間４６の側に於ける第三の室空間５０内の潤滑油流通経路の最小通路断面積をＡ３とする。

また最小通路断面積Ａ２及びＡ３のうちの小さい方の値を最小通路断面積Ａ２３とする。更に第二の室空間４６よりローラ軸受３０Ｌを経て直接第一の室空間３６へ至る潤滑油の流出経路の最小通路断面積をＡ４とする。またオイルポンプ４０をポンプＰｍ１とし、螺旋溝５２によるポンプをポンプＰｍ２とし、ディファレンシャルケース１６内の遠心ポンプの作用によるポンプをポンプＰｍ３とする。

従来のディファレンシャルギヤ装置の潤滑構造に於いては、最小通路断面積Ａ２及びＡ３は最小通路断面積Ａ１よりも小さく、従って最小通路断面積Ａ２３は最小通路断面積Ａ１よりも小さい。即ち下記の不等式１〜３が成立している。尚螺旋溝５２の通路断面積の大きさによって最小通路断面積Ａ２が最小通路断面積Ａ３よりも大きい場合もあれば小さい場合もある。

Ａ１＞Ａ２ ……（１）
Ａ１＞Ａ３ ……（２）
Ａ１＞Ａ２３ ……（３）

第一の実施形態に於いては、従来のディファレンシャルギヤ装置の潤滑構造の場合とは異なり、最小通路断面積Ａ２、Ａ３、Ａ２３は最小通路断面積Ａ１よりも大きい値に設定されている。また最小通路断面積Ａ４は最小通路断面積Ａ１、Ａ２、Ａ３、Ａ２３はの何れよりも小さい値に設定されている。即ち最小通路断面積Ａ１、Ａ２、Ａ３、Ａ２３、Ａ４は下記の不等式４〜７が成立するよう設定されている。尚最小通路断面積Ａ２及びＡ３は何れが大きくてもよい。

Ａ１＜Ａ２ ……（４）
Ａ１＜Ａ３ ……（５）
Ａ１＜Ａ２３ ……（６）
Ａ４＜Ａ１ ……（７）

尚上記不等式４の関係は、従来に比してボス部１６Ｌとドライブシャフト１２Ｌとの間のクリアランスを大きくすることなく、強制潤滑孔４８Ｌの最小通路断面積Ａ１との関係で螺旋溝５０の通路断面積を設定することにより達成されることが好ましい。また上記不等式５の関係は、従来に比してサイドギヤ１８Ｌの軸部とディファレンシャルケース１６との間のクリアランスを大きくすることにより達成されてもよいが、例えば軸部に軸線１４に沿って延在する溝が設けられることにより達成されてもよい。

また最小通路断面積Ａ３が最小通路断面積Ａ２よりも大きい場合には、最小通路断面積Ａ２及びＡ３の大小関係が逆である場合に比して、サイドギヤ１８Ｌ、１８Ｒの軸部とディファレンシャルケース１６との間のクリアランスが大きくなる場合がある。しかしサイドギヤ１８Ｌ、１８Ｒはピニオンギヤ２０Ｕ、２０Ｌと噛合しているので、Ａ３がＡ２よりも大きくされてもサイドギヤ１８Ｌ、１８Ｒが過剰にみそすり運動することはない。

第一の実施形態によれば、不等式４の関係があるので、第二の室空間４６よりローラ軸受３０Ｌを経て直接第一の室空間３６へ流出する潤滑油の流量は、強制潤滑孔４８Ｌより第一の室空間３６へ流入する潤滑油の流量よりも少ない。よって第二の室空間４６の少なくとも下方部が常に潤滑油にて充填された状態を確保し、第二の室空間４６を潤滑油溜りとして機能させることができる。従って第二の室空間４６に溜まる潤滑油をディファレンシャルケース１６のボス部１６Ｌとドライブシャフト１２Ｌとの間に良好に供給し、それらの間及びサイドギヤ１８Ｌの軸部とディファレンシャルケース１６との間を良好に潤滑することができる。

また第一の実施形態によれば、最小通路断面積Ａ２、Ａ３、Ａ２３は最小通路断面積Ａ１よりも大きい。よって上記不等式１〜３が成立している従来の構造の場合に比して、第二の室空間４６よりディファレンシャルケース１６のボス部１６Ｌとドライブシャフト１２Ｌとの間を経て第三の室空間５０へ至る潤滑油流通経路の流通抵抗を小さくすることができる。従ってこのことによっても従来に比してディファレンシャルケース１６のボス部１６Ｌとドライブシャフト１２Ｌとの間及びサイドギヤ１８Ｌの軸部とディファレンシャルケース１６との間を良好に潤滑することができる。

尚、強制潤滑孔４８Ｒより第四の室空間５６及び螺旋溝６０を経て第三の室空間５０へ至る潤滑油流通経路、及び強制潤滑孔４８Ｒより軸受３０Ｒを経て第一の室空間３６へ至る潤滑油流通経路についても、各最小通路断面積Ａ１〜Ａ４は同様に設定されている。

かくして第一の実施形態によれば、第二の室空間４６及び第四の室空間５６に常に潤滑油が充填される状況を確保し、ディファレンシャルケース１６とドライブシャフト１２Ｌ、１２Ｒ及びサイドギヤ１８Ｌ、１８Ｒの軸部との間を良好に潤滑することができる。

特に第一の実施形態によれば、ローラ軸受３０Ｌ、３０Ｒはオイルレスタイプのものであるので、特別な手段を要することなく第二の室空間４６及び第四の室空間５６よりそれぞれローラ軸受３０Ｌ、３０Ｒを経て直接第一の室空間３６へ流出する潤滑油の流量を非常に小さい値にすることができる。
［第二の実施形態］

図３は本発明による潤滑構造の第二の実施形態が適用されたディファレンシャルギヤ装置の要部を示す部分断面図である。尚図３に於いて図１に示された部材と同一の部材には図１に於いて付された符号と同一の符号が付されている。

この第二の実施形態に於いては、ローラ軸受３０Ｌ、３０Ｒはオイルレスタイプではない潤滑油を必要とする通常のローラ軸受である。ローラ軸受３０Ｌのアウタレースはディファレンシャルハウジング２８に設けられた円筒形の棚部に圧入されており、アウタレースの外端と棚部の端壁との間にはリングプレート５８Ｌが挾圧されている。

リングプレート５８Ｌ、５８Ｒはそれぞれローラ軸受３０Ｒ，３０Ｌのインナレースよりごく僅かに隔置されており、内周部はディファレンシャルケース１６のボス部１６Ｒ，１６Ｌの外周面に近接している。よってディファレンシャルケース１６が軸線１４の周りにディファレンシャルハウジング２８に対し相対的に回転しても、リングプレート５８Ｌ、５８Ｒはローラ軸受３０Ｒ，３０Ｌのインナレース及びディファレンシャルケース１６のボス部１６Ｒ，１６Ｌに接触しない。リングプレート５８Ｌ、５８Ｒはそれぞれ潤滑油が第二の室空間４６及び第四の室空間５０よりローラ軸受３０Ｒ，３０Ｌを経て第一の室空間３６へ潤滑油が流出することを抑制する潤滑油流出抑制手段として作用する。

この第二の実施形態の他の点は上述の第一の実施形態と同様に構成されている。従って各潤滑油流通経路等の最小通路断面積の大小関係も上述の第一の実施形態の場合と同様に設定されている。

従って第二の実施形態によれば、第一の実施形態と同様に、第二及び第四の室空間４６、５６に潤滑油が充填される状況を確保し、ディファレンシャルケース１６のボス部１６Ｌ、１６Ｒとドライブシャフト１２Ｌ、１２Ｒとの間を良好に潤滑することができる。

特に第二の実施形態によれば、ローラ軸受３０Ｌ、３０Ｒは通常のローラ軸受であるので、軸受がオイルレスタイプである場合に比して、潤滑構造を低廉に構成することができる。

尚第一及び第二の実施形態に於いては、最小通路断面積Ａ３は最小通路断面積Ａ２よりも小さくてもよいが、最小通路断面積Ａ３は最小通路断面積Ａ２よりも大きいことが好ましい。最小通路断面積Ａ３が最小通路断面積Ａ２よりも大きい場合には、潤滑油がサイドギヤ１８Ｌ、１８Ｒの軸部とディファレンシャルケース１６との間を通過する際の流通抵抗を低減し、潤滑油の流量を増大させることができる。

以上に於いては本発明を特定の実施形態について詳細に説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内にて他の種々の実施形態が可能であることは当業者にとって明らかであろう。

例えば上述の第一及び第二の実施形態に於いては、ディファレンシャルケース１６のボス部１６Ｌ、１６Ｒの内面には軸線１４の周りに螺旋状に延在する２条の螺旋溝５２、６０が設けられているが、それらの螺旋溝の少なくとも一方が省略されてもよい。

また上述の第一及び第二の実施形態に於いては、最小通路断面積Ａ１、Ａ２、Ａ３、Ａ２３、Ａ４は上記不等式４〜７が成立するよう設定されている。しかし螺旋溝５２、６０が設けられ、それらのポンプとしての機能が十分である場合には、最小通路断面積Ａ１、Ａ２、Ａ３、Ａ２３、Ａ４は上記不等式４〜６に代えて下記の不等式８〜１０が成立するよう設定されてもよい。
Ａ１＞Ａ２ ……（８）
Ａ１＜Ａ３ ……（９）
Ａ２＜Ａ３ ……（１０）

また上述の第一及び第二の実施形態に於いては、本発明の潤滑構造が一対のドライブシャフトに対応してディファレンシャルギヤ装置の左右の両方の領域に適用されているが、本発明の潤滑構造はディファレンシャルギヤ装置の左右の領域の一方にのみ適用されてもよい。

また潤滑油流出抑制手段は第一の実施形態に於いてはオイルレスタイプのローラ軸受３０Ｌ、３０Ｒであり、第二の実施形態に於いてはリングプレート５８Ｌ、５８Ｒであるが、潤滑油の流出を抑制できる限り任意の構成のものであってよい。また第一及び第二の潤滑油流出抑制手段の少なくとも一方が省略されてもよい。

また上述の各実施形態に於いては、第一及び第二の潤滑油供給手段はオイルポンプにより高圧の潤滑油を供給するようになっているが、それぞれ強制潤滑孔を経て第二及び第四の室空間へ潤滑油を供給し得る限り任意の構成のものであってよい。

また上述の各実施形態に於いては、ディファレンシャルギヤ装置は自動車用のディファレンシャルギヤ装置であるが、本発明の潤滑構造は自動車用以外のディファレンシャルギヤ装置に適用されてもよい。

１０…ディファレンシャルギヤ装置、１２Ｌ、１２Ｒ…ドライブシャフト、１６…ディファレンシャルケース、１８Ｌ、１８Ｒ…サイドギヤ、２０Ｕ、２０Ｌ…ピニオンギヤ、２８…ディファレンシャルハウジング、３０Ｌ、３０Ｒ…ローラ軸受、３２…リングギヤ、３４…差動歯車装置、３６…第一の室空間、３８…潤滑油噴射管、４０…オイルポンプ、４６…第二の室空間、４８Ｌ、４８Ｒ…強制潤滑孔、５０…第三の室空間、５２…螺旋溝、５６…第四の室空間、５８Ｌ、５８Ｒ…リングプレート、６０…螺旋溝

Claims (6)

1. 互いに整合して隔置された一対のドライブシャフトに固定され互いに対向する一対のサイドギヤと、
   前記一対のサイドギヤ間にてそれらに噛合する一対のピニオンギヤと、
   前記サイドギヤ及び前記ピニオンギヤをそれぞれの軸線の周りに回転可能に支持し、前記一対のサイドギヤの間の差動回転を許容しつつ前記一対のサイドギヤをそれらの軸線の周りに回転させるディファレンシャルケースと、
   前記一対のドライブシャフトの周りに配設された軸受を介して前記ディファレンシャルケースを前記一対のサイドギヤの軸線に一致する軸線の周りに回転可能に支持するディファレンシャルハウジングと、
   前記ディファレンシャルケースと前記ディファレンシャルハウジングとの間に形成された第一の室空間と、
   一方のドライブシャフトの周りにてオイルシールと前記ディファレンシャルケースと前記ディファレンシャルハウジングと一方の軸受とにより形成された第二の室空間と、
   前記ディファレンシャルケースと前記一対のサイドギヤ及び前記一対のピニオンギヤにより形成された第三の室空間と、
   前記第二の室空間へ潤滑油を供給する第一の潤滑油供給手段と、
   を有するディファレンシャルギヤ装置の潤滑構造に於いて、
   前記第二の室空間より前記一方の軸受を経て前記第一の室空間へ至る潤滑油流通経路の最小通路断面積は、前記第一の潤滑油供給手段の潤滑油流通経路の最小通路断面積よりも小さく、
   前記第二の室空間と前記第三の室空間との間及び前記第三の室空間に於ける潤滑油流通経路の最小通路断面積は、前記第一の潤滑油供給手段の潤滑油流通経路の最小通路断面積よりも大きい、
   ことを特徴とするディファレンシャルギヤ装置の潤滑構造。
2. 前記第三の室空間に於ける潤滑油流通経路の最小通路断面積は、前記第二の室空間と前記第三の室空間との間の潤滑油流通経路の最小通路断面積よりも大きいことを特徴とする請求項１に記載のディファレンシャルギヤ装置の潤滑構造。
3. 前記第二の室空間より前記一方の軸受を経て前記第一の室空間へ潤滑油が流出することを抑制する第一の潤滑油流出抑制手段が設けられていることを特徴とする請求項１又は２に記載のディファレンシャルギヤ装置の潤滑構造。
4. 他方のドライブシャフトの周りにてオイルシールと前記ディファレンシャルケースと前記ディファレンシャルハウジングと他方の軸受とにより形成された第四の室空間と、
   前記第四の室空間へ潤滑油を供給する第二の潤滑油供給手段と、
   を有し、
   前記第四の室空間より前記他方の軸受を経て前記第一の室空間へ至る潤滑油流通経路の最小通路断面積は、前記第二の潤滑油供給手段の潤滑油流通経路の最小通路断面積よりも小さく、
   前記第四の室空間と前記第三の室空間との間及び前記第三の室空間に於ける潤滑油流通経路の最小通路断面積は、前記第二の潤滑油供給手段の潤滑油流通経路の最小通路断面積よりも大きい、
   ことを特徴とする請求項１乃至３の何れか一つに記載のディファレンシャルギヤ装置の潤滑構造。
5. 前記第三の室空間に於ける潤滑油流通経路の最小通路断面積は、前記第四の室空間と前記第三の室空間との間の潤滑油流通経路の最小通路断面積よりも大きいことを特徴とする請求項４に記載のディファレンシャルギヤ装置の潤滑構造。
6. 前記第四の室空間より前記他方の軸受を経て前記第一の室空間へ潤滑油が流出することを抑制する第二の流出抑制手段が設けられていることを特徴とする請求項４又は５に記載のディファレンシャルギヤ装置の潤滑構造。

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