JP5316649B6 - 車両用差動装置 - Google Patents

Description

本発明は、車両用差動装置に関し、特に、ドライブシャフト軸受部に対する効率的な潤滑を実現するための改良に関する。

ベアリングを介してハウジングに回転可能に支持されたデフケースと、そのデフケースに挿入されたドライブシャフトとを、備えた車両用差動装置（デファレンシャル装置）が各種車両の動力伝達経路に用いられている。斯かる差動装置は、例えば、外周歯を有して前記ハウジング内に設けられたリングギヤと、そのリングギヤと一体的に設けられて一軸心まわりに回転する殻状の前記デフケースと、そのデフケース内においてそのデフケースに固定されたピニオンシャフトにより前記一軸心と直交する軸心まわりに回転可能に支持されたピニオンギヤと、前記デフケース内においてそのピニオンギヤを介在させた状態で相対向し且つ前記一軸心まわりに相対回転可能に設けられた一対のサイドギヤとを備えて構成され、それら一対のサイドギヤに連結された左右の駆動輪に対応する一対のドライブシャフト（車軸）に差動回転を許容しつつ駆動力を配分する。

上述のような差動装置においては、潤滑が必要とされる各部へ十分なオイルが供給されることが求められる。斯かる潤滑を実現するため、例えば、特許文献１に記載されたデファレンシャル装置の潤滑構造等の技術が提案されている。この技術によれば、オイルをチャンバに導入し、開口部から滴下するオイルをオイルガイドで案内してベアリングの背面部に供給し、ベアリング及びインボード部（デフケース）を潤滑することで、低回転から高回転まで安定した潤滑油を確保でき、潤滑性能を向上させることができるとされている。

特開２００８−１３８７８０号公報

しかし、前記従来の技術では、特にデフケースの回転速度が比較的大きくなった場合に、前記ベアリングによるオイルの吸い込み量が多くなり、ドライブシャフト軸受部すなわち前記ドライブシャフトが挿入された前記デフケースの挿入穴とそのドライブシャフトとの間へのオイルの供給が不十分となるおそれがあった。このため、ドライブシャフト軸受部に対する効率的な潤滑を可能とする車両用差動装置の開発が求められていた。

本発明は、以上の事情を背景として為されたものであり、その目的とするところは、ドライブシャフト軸受部に対する効率的な潤滑を可能とする車両用差動装置を提供することにある。

斯かる目的を達成するために、本発明の要旨とするところは、ベアリングを介してハウジングに回転可能に支持されたデフケースと、そのデフケースに挿入されたドライブシャフトとを、備えた車両用差動装置であって、前記ベアリングに対して前記デフケースの反対側に、前記ドライブシャフトが挿入される挿通穴を備えたオイル溜め部材と、鉛直方向に関して前記ドライブシャフトよりも上側に形成されたオイル供給路とを、備え、前記挿通穴の少なくとも一部は、その挿通穴と前記ドライブシャフトとの間隙が、そのドライブシャフトの回転軸の鉛直下方よりも広くなるように形成されたものであり、前記オイル溜め部材は、前記オイル供給路に対応する部位とは周方向に関して別位相に対応する部位に形成された、そのオイル溜め部材とオイルシールとの間に形成される油室のオイルレベルが所定の高さを超えた場合にそのオイルが前記デフケース側へ流出する排出穴を備えたことを特徴とするものである。

このようにすれば、前記ベアリングに対して前記デフケースの反対側に、前記ドライブシャフトが挿入される挿通穴を備えたオイル溜め部材と、鉛直方向に関して前記ドライブシャフトよりも上側に形成されたオイル供給路とを、備え、前記挿通穴の少なくとも一部は、その挿通穴と前記ドライブシャフトとの間隙が、そのドライブシャフトの回転軸の鉛直下方よりも広くなるように形成されたものであり、前記オイル溜め部材は、前記オイル供給路に対応する部位とは周方向に関して別位相に対応する部位に形成された、そのオイル溜め部材とオイルシールとの間に形成される油室のオイルレベルが所定の高さを超えた場合にそのオイルが前記デフケース側へ流出する排出穴を備えたものであることから、前記ドライブシャフトの下側に供給されたオイルが前記ベアリングに過剰に吸い込まれることを前記オイル溜め部材により抑制でき、そのオイル溜め部材の案内により前記ドライブシャフトとデフケースとの間に十分なオイルを供給することができる。また、前記油室にオイルが溜まり過ぎた場合にそのオイルをデフケース側へ逃がすことで、他の潤滑が必要な部分へ十分なオイルを供給することができることに加え、オイル供給路から供給されたオイルがすぐに前記排出穴に流入するのを抑制でき、前記油室に必要十分なオイルを溜めることができる。すなわち、ドライブシャフト軸受部に対する効率的な潤滑を可能とする車両用差動装置を提供することができる。

本発明が好適に適用される車両用差動装置の骨子図である。 図１の車両用差動装置の構成を詳しく説明する図であり、そのデフケースの回転軸心を含む平面で切断した断面を装置下側から見た断面図である。 図２のＩＩＩ−ＩＩＩ視断面図であり、ベアリング近傍の構成を詳しく説明する図である。 図３におけるオイル溜め部材を矢印ＩＶの方向に視た図であり、ドライブシャフトの断面等を併せて示している。 従来技術の車両用差動装置によるドライブシャフト軸受部へのオイル供給の問題点を説明する図である。 図５に示す従来技術との対比において図３に示す本実施例の構成の効果を説明する図である。 図１の車両用差動装置に好適に適用されるオイル溜め部材の他の構成例を示す図である。

以下、本発明の好適な実施例を図面に基づいて詳細に説明する。

図１は、本発明が好適に適用される車両用差動装置１０の骨子図である。この図１に示す差動装置１０は、例えば駆動輪である左右一対の後輪１２ｌ、１２ｒに対応して設けられ、それら一対の後輪１２ｌ、１２ｒの差動回転を許容しつつ、入力軸（デフ入力軸）１４を介して伝達される駆動力をそれら一対の後輪１２ｌ、１２ｒへ配分するデファレンシャル装置（差動歯車装置）である。なお、上記入力軸１４は、例えばプロペラシャフトの軸端に自在継手を介して連結されたものであり、図示しない駆動力源により出力された駆動力が変速機及びそのプロペラシャフト等を介して上記入力軸１４に入力されるように構成されている。

図１に示すように、上記差動装置１０は、非回転部材であるハウジング（ケース）１６内に、そのハウジング１６との間にベアリング１８を介してそのハウジング１６に対する回転可能（自転可能）に支持された上記入力軸１４と、その入力軸１４における上記ハウジング１６の内部側の端部に連結された小径傘歯車２０と、上記入力軸１４の軸心と直交する軸心まわりに回転可能（自転可能）に上記ハウジング１６との間にベアリング２２、２４を介して支持された殻状のデフケース（デファレンシャルケース）２６と、そのデフケース２６の外周部にボルト等によって固定された、上記小径傘歯車２０と噛み合う大径傘歯車２８と、上記デフケース２６に両端部が支持され、そのデフケース２６の回転軸心に直交する姿勢でノックピンによりそのデフケース２６に固定されたピニオンシャフト３０と、そのピニオンシャフト３０を挟んで相対向する状態で、上記デフケース２６によってその軸心まわりに回転可能（自転可能）に支持された一対のサイドギヤ３２ｌ、３２ｒ（以下、特に区別しない場合には単にサイドギヤ３２という）と、上記ピニオンシャフト３０が貫通させられることによってそのピニオンシャフト３０により回転可能（自転可能）に支持されて一対のサイドギヤ３２ｌ、３２ｒとそれぞれ噛み合う一対のピニオンギヤ３４とを、備えて構成されている。

前記差動装置１０においては、上記サイドギヤ３２ｌが左後輪１２ｌに対応する左輪用ドライブシャフト３６ｌに、上記サイドギヤ３２ｒが右後輪１２ｒに対応する右輪用ドライブシャフト３６ｒ（以下、特に区別しない場合には単にドライブシャフト３６という）にそれぞれ連結されている。また、前記差動装置１０におけるハウジング１６内には、各部の潤滑のためのオイル（潤滑油）が封入されている。このために、上記ベアリング１８近傍における上記入力軸１４とハウジング１６との間にはオイルシール３８が、上記ベアリング２２近傍における上記ドライブシャフト３６ｌとハウジング１６との間にはオイルシール４０が、上記ベアリング２４近傍における上記ドライブシャフト３６ｒとハウジング１６との間にはオイルシール４２がそれぞれ設けられており、上記ハウジング１６内に蓄積されたオイルの外部への流出が防止されている。

図２は、前記差動装置１０の構成を詳しく説明する図であり、上記デフケース２６の回転軸心を含む平面で切断した断面を装置下側から見た断面図である。なお、この図においては上記デフケース２６内に設けられたピニオンシャフト３０、サイドギヤ３２、及びピニオンギヤ３４等の構成を省略すると共に、上記ドライブシャフト３６を破線で示している。この図２に示すように、本実施例の差動装置１０においては、上記ベアリング１８として相対向する一対の円錐ころ軸受（テーパードローラベアリング）が前記ハウジング１６と入力軸１４との間に設けられており、その入力軸１４を前記ハウジング１６に対して回転可能（自転可能）に支持している。また、前記デフケース２６を挟んで相対向する一対の円錐ころ軸受（テーパードローラベアリング）が上記ベアリング２２、２４として前記ハウジング１６とドライブシャフト３６との間に設けられており、それぞれ対応するドライブシャフト３６を前記ハウジング１６に対して回転可能（自転可能）に支持している。

また、図２に示すように、前記デフケース２６における前記ドライブシャフト３６ｌ、３６ｒに対応する部分には、それらドライブシャフト３６ｌ、３６ｒを挿入するための貫通穴４４ｌ、４４ｒ（以下、特に区別しない場合には単に貫通穴４４という）がそれぞれ形成されており、各ドライブシャフト３６はそれぞれ対応する貫通穴４４に相対回転可能に挿入され、前記デフケース２６の内部側の端部において前記サイドギヤ３２に連結されている。すなわち、図２に示す差動装置１０においては、前記デフケース２６に形成された貫通穴４４の内周面が前記ドライブシャフト３６を回転可能（自転可能）に支持するドライブシャフト軸受部（ドライブシャフト支持部）に相当する。

また、図２に示すように、前記ドライブシャフト３６ｌ、３６ｒに対応して設けられたオイルシール４０、４２それぞれの近傍には、それらオイルシール４０、４２付近に供給されたオイル（潤滑油）を蓄積するためのオイル溜め部材４６、４８が設けられている。ここで、上記オイル溜め部材４６は前記左輪用ドライブシャフト３６ｌ及びベアリング２２等の構成に対応して前記オイルシール４０の近傍に、上記オイル溜め部材４８は前記右輪用ドライブシャフト３６ｒ及びベアリング２４等の構成に対応して前記オイルシール４２の近傍にそれぞれ設けられたものである。これらオイル溜め部材４６、４８、共に後述するような構成を有し、等価な効果を奏するものであるが、以下の説明においては専ら前記ベアリング２２及び左輪用ドライブシャフト３６ｌ等に対応して設けられたオイル溜め部材４６の構成及び効果について詳述する。

図３は、図２のIII-III視断面図であり、前記差動装置１０における前記ベアリング２２近傍の構成を詳しく説明する図である。また、図４は、図３におけるオイル溜め部材４６を矢印IVの方向に視た図であり、前記ドライブシャフト３６ｌの断面等を併せて示している。これらの図に示すように、上記オイル溜め部材４６は、その中央に挿通穴４６ｈを有する環状の板部材（円環状プレート）であり、前記ベアリング２２に対して前記デフケース２６の反対側に圧入されている。また、前記差動装置１０において、前記ドライブシャフト３６ｌは上記挿通穴４６ｈに挿入された状態で組み付けられている。換言すれば、上記オイル溜め部材４６は、前記ドライブシャフト３６ｌの外周側に、そのドライブシャフト３６ｌの軸心に略垂直を成すように組み付けられている。

また、図３に示すように、前記ハウジング１６には、図に矢印Ｐで示す鉛直方向に関して前記ドライブシャフト３６ｌよりも上側に、前記ベアリング２２等の構成にオイル（潤滑油）を供給するためのオイル供給路５０が形成されている。このオイル供給路５０は、前記差動装置１０の駆動に応じて前記ハウジング１６内を循環させられるオイルが導かれるものであり、図３に示すようにそのオイル供給路５０から流出されるオイルは、略前記オイルシール４０のリップ部４０ｌに向かって供給されるように構成されている。また、本実施例の差動装置１０においては、上述のように構成されたオイル溜め部材４６とオイルシール４０との間に油室（オイル溜まり）５２が形成されており、上記オイル供給路５０から供給されるオイルは、その油室５２に蓄積されるようになっている。

また、図４に示すように、前記オイル溜め部材４６における挿通穴４６ｈの少なくとも一部は、その挿通穴４６ｈと前記ドライブシャフト３６ｌとの間隙（クリアランス）が、そのドライブシャフト３６ｌの回転軸心Ｃの鉛直下方よりも広くなるように形成されたものである。換言すれば、前記挿通穴４６ｈは、前記ドライブシャフト３６ｌの下側の内径が比較的小さく、それ以外の部分の内径が比較的大きくなるように構成されている。好適には、図４に示すように、前記ドライブシャフト３６ｌの回転軸心Ｃの鉛直下方を中心とする中心角θ°に対応する部分に関して、前記挿通穴４６ｈとドライブシャフト３６ｌとの間隙が可及的に狭くなるように構成される一方、残る中心角１８０−θ°に対応する部分に関して、前記挿通穴４６ｈとドライブシャフト３６ｌとの間隙が所定の幅寸法ｄとなるように構成されている。また、前記オイル溜め部材４６における外周部には、前記ハウジング１６に対してそのオイル溜め部材４６の周方向の位置を固定するためのキー部４６ｋが形成されており、そのキー部４６ｋが前記ハウジング１６の該当部位に係合させられることにより、そのハウジング１６に対する前記オイル溜め部材４６の相対回転が阻止され、鉛直方向に関する前記ドライブシャフト３６ｌ等との相対的な位置関係が定められるようになっている。

また、図４に示すように、前記オイル溜め部材４６は、そのオイル溜め部材４８とオイルシール４０との間に形成される前記油室５２のオイルレベルすなわち油面が所定の高さを超えた場合に、そのオイルが前記デフケース２６側へ流出する単数乃至複数（図４では３つ）の排出穴５４ａ、５４ｂ、５４ｃ（以下、特に区別しない場合には単に排出穴５４という）を備えたものである。すなわち、前記油室５２のオイルレベルがＬ１を超えた場合にそのオイルが上記排出穴５４ａから、前記油室５２のオイルレベルがＬ２を超えた場合にそのオイルが上記排出穴５４ｂから、前記油室５２のオイルレベルがＬ３を超えた場合にそのオイルが上記排出穴５４ｃから、それぞれ前記デフケース２６側へ流出する（排出される）ように構成されている。なお、上述のように構成された前記挿通穴４６ｈ（その挿通穴４６ｈとドライブシャフト３６ｌとの間隙）により、前記油室５２のオイルレベルがＬ０を超えた段階でそのオイルは前記デフケース２６側へ流出するものであるが、上記排出穴５４は何らかの理由により前記油室５２にオイルが溜まり過ぎた場合にそのオイルを効率的にデフケース２６側へ逃がす機能を奏する。また、後述するように前記ベアリング２２によりオイルが吸引される際、上記排出穴５４は空気の逃げ道となる。

また、図４に示すように、前記排出穴５４は、何れも前記ハウジング１６に形成されたオイル供給路５０（その供給口）に対応する部位とは異なる位置に形成されたものである。換言すれば、前記排出穴５４は、前記ハウジング１６に形成されたオイル供給路５０の対角（対称位置）側に配置されるように形成されている。また、前記排出穴５４は、前記ハウジング１６に形成されたオイル供給路５０とは周方向に関して別位相に対応する部位に形成されている。

以上のように構成されたオイル溜め部材４６を備えた本実施例の構成による効果を、そのオイル溜め部材４６を有しない従来の構成を示す図５との対比において説明する。前記差動装置１０においては、図５に破線で囲繞して示すドライブシャフト軸受部すなわち前記ドライブシャフト３６ｌが挿入された前記デフケース２６の貫通穴（挿入穴）４４ｌとそのドライブシャフト３６ｌとの間における潤滑が問題となる。すなわち、図５に示すような従来の構成では、前記オイル供給路５０から供給されるオイルは破線白抜き矢印で示すような経路をたどり、前記オイルシール４０とベアリング２２との間のスペースに供給される。このオイルが上記ドライブシャフト軸受部に供給されるためには、上記スペースに供給されるオイルの供給油量が、そのスペースから排出される排出油量よりも大きくなることが条件となる。しかし、特に前記デフケース２６の回転速度が比較的大きくなった場合では、前記ベアリング２２によるオイルの吸い込み量が大きくなり、前記オイル供給路５０から供給されたオイルは上記ドライブシャフト軸受部に十分に供給されることなく前記ベアリング２２に吸い込まれてしまい、結果、そのドライブシャフト軸受部の潤滑が不十分となることが考えられる。

図６は、図５に示す従来技術との対比において本実施例の差動装置１０の効果を説明する図である。前述したようなオイル溜め部材４６が設けられた本実施例の差動装置１０においては、前記オイル供給路５０から供給されるオイルは図６に破線白抜き矢印で示すような経路をたどり、前記オイル溜め部材４６とオイルシール４０との間に供給されると共に、その間に形成された前記油室５２に蓄積される。そして、その油室５２に蓄積されたオイルの油面が、図４を用いて前述したオイルレベルＬ０を超えると、前記ドライブシャフト３６ｌと挿通穴４６ｈとの間の比較的広い間隙から前記デフケース２６側へ前記オイル溜め部材４６を乗り越えてオイルが供給され、そのオイルが破線で囲繞して示すドライブシャフト軸受部すなわち前記ドライブシャフト３６ｌが挿入された前記デフケース２６の貫通穴４４ｌとそのドライブシャフト３６ｌとの間に供給される。ここで、前記挿通穴４６ｈの内径に関して、前記ドライブシャフト３６ｌの鉛直上側が鉛直下側に比べて広く形成されていることで、上記ドライブシャフト軸受部へのオイル供給を必要部位のすぐ近くで行うことができ、オイルの安定供給による効率的な潤滑が実現されるのである。

このように、本実施例によれば、前記ベアリング２２に対して前記デフケース２６の反対側に、前記ドライブシャフト３６ｌが挿入される挿通穴４６ｈを備えたオイル溜め部材４６を備え、その挿通穴４６ｈの少なくとも一部は、その挿通穴４６ｈと前記ドライブシャフト３６ｌとの間隙が、そのドライブシャフト３６ｌの回転軸心Ｃの鉛直下方よりも広くなるように形成されたものであることから、前記ドライブシャフト３６ｌの下側に供給されたオイルが前記ベアリング２２に過剰に吸い込まれることを前記オイル溜め部材４６により抑制でき、そのオイル溜め部材４６の案内により前記ドライブシャフト３６ｌとデフケース２６の貫通穴４４ｌとの間に十分なオイルを供給することができる。すなわち、ドライブシャフト軸受部に対する効率的な潤滑を可能とする車両用差動装置１０を提供することができる。

また、図５に示すような従来の構成に比べ、新たにオイル供給路を設けることや油量の調節等のソフト的な変更を行う必要がなく、簡単な構成である前記オイル溜め部材４６を設けることにより前記効果を奏することから、開発工数の軽減といった効果も併せて実現することができる。特に、前記ハウジング１６に特別のオイル導入リブを設ける構成に比べ、別体としての環状プレートである前記オイル溜め部材４６を設ける構成の方が低コスト化を実現することができ、更には必要部位の周辺のにみ前記オイル溜め部材４６を設けるため、前記ハウジング１６からの導入リブ等が必要なく、装置の軽量化を図ることができるという利点もある。

また、前記オイル溜め部材４６は、そのオイル溜め部材４６とオイルシール４０との間に形成される油室５２のオイルレベルが所定の高さを超えた場合に、そのオイルが前記デフケース２６側へ流出する排出穴５４を備えたものであるため、前記油室５２にオイルが溜まり過ぎた場合にそのオイルをデフケース２６側へ逃がすことで、他の潤滑が必要な部分へ十分なオイルを供給することができる。

また、鉛直方向に関して前記ドライブシャフト３６ｌよりも上側に形成されたオイル供給路５０を備え、前記排出穴５４は、そのオイル供給路５０に対応する部位とは異なる位置に形成されたものであるため、斯かるオイル供給路５０から供給されたオイルがすぐに前記排出穴５４に流入するのを抑制でき、前記油室５２に必要十分なオイルを溜めることができる。

以上、本発明の好適な実施例を図面に基づいて詳細に説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、更に別の態様においても実施される。

例えば、前述の実施例において、前記オイル溜め部材４６に形成された挿通穴４６ｈは、その挿通穴４６ｈと前記ドライブシャフト３６ｌとの間隙に関して、そのドライブシャフト３６ｌの回転軸心Ｃの鉛直上方が鉛直下方よりも広くなるように形成されたものであったが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば図７に示すオイル溜め部材４６′のように、前記ドライブシャフト３６ｌの両側部に相当する部位がそのドライブシャフト３６ｌの回転軸心Ｃの鉛直下方よりも広くなるように形成されると共に、その回転軸心Ｃの鉛直上方は同様に狭くなるように形成されたものであってもよい。すなわち、ドライブシャフト軸受部へ効率的なオイル供給を行うために、前記挿通穴４６ｈの少なくとも一部が前記ドライブシャフト３６ｌの回転軸心Ｃの鉛直下方よりも大径に構成されたものであれば、本発明の一応の効果を奏する。

また、前述の実施例において、前記オイル溜め部材４６には３つの排出穴５４が形成されたものであったが、この排出穴５４は２つ乃至１つでもその効果を奏する。また、前記油室５２のオイルレベルが上昇した際に、前記挿通穴４６ｈとドライブシャフト３６ｌとの間隙が前記デフケース２６側へオイルを排出するための排出口として十分に機能するのであれば、前記排出穴５４は必ずしも設けられなくともよい。

また、前述の実施例では、駆動輪としての一対の後輪１２へ駆動力を配分する後輪用差動装置１０に本発明が適用された例を説明したが、駆動輪としての一対の前輪へ駆動力を配分する前輪用差動装置にも本発明が好適に適用され得ることは言うまでもない。

その他、一々例示はしないが、本発明はその趣旨を逸脱しない範囲内において種々の変更が加えられて実施されるものである。

１０：車両用差動装置
１２：後輪
１４：入力軸
１６：ハウジング
１８：ベアリング
２０：小径傘歯車
２２、２４：ベアリング
２６：デフケース
２８：大径傘歯車
３０：ピニオンシャフト
３２：サイドギヤ
３４：ピニオンギヤ
３６：ドライブシャフト
３８：オイルシール
４０、４２：オイルシール
４０ｌ：リップ部
４４：貫通穴
４６、４８：オイル溜め部材
４６ｈ：挿通穴
４６ｋ：キー部
５０：オイル供給路
５２：油室
５４：排出穴

Claims (1)

1. ベアリングを介してハウジングに回転可能に支持されたデフケースと、該デフケースに挿入されたドライブシャフトとを、備えた車両用差動装置であって、
   前記ベアリングに対して前記デフケースの反対側に、前記ドライブシャフトが挿入される挿通穴を備えたオイル溜め部材と、
   鉛直方向に関して前記ドライブシャフトよりも上側に形成されたオイル供給路と
   を、備え、
   前記挿通穴の少なくとも一部は、該挿通穴と前記ドライブシャフトとの間隙が、該ドライブシャフトの回転軸の鉛直下方よりも広くなるように形成されたものであり、
   前記オイル溜め部材は、前記オイル供給路に対応する部位とは周方向に関して別位相に対応する部位に形成された、該オイル溜め部材とオイルシールとの間に形成される油室のオイルレベルが所定の高さを超えた場合に該オイルが前記デフケース側へ流出する排出穴を備えたものである
   ことを特徴とする車両用差動装置。

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