(57)【要約】    【課題】  ピニオン軸の潤滑作用を阻害せずにベアリングキャップの剛性を高めたディファレンシャル装置の提供を課題とする。    【解決手段】  推進軸４に連結したピニオン軸１３を軸受け１４，１５を介して回転自在に支持するキャリヤ１１と、ピニオン軸１３のピニオン１７と噛合するリングギヤ１８を備えたギヤケース２０と、該ケース２０を左右のサイドベアリング２５，２５を介してキャリヤ１１に回転自在に支持するためにキャリヤ１１の左右の支持部に結合された左右のベアリングキャップ２７，２７と、ギヤケース２０及びリングギヤ１８を内包するようにキャリヤ１１に装着されたキャリヤカバー１２とを有するディファレンシャル装置１０において、左右キャップ２７，２７間に該キャップ２７，２７同士をリングギヤ１８を跨いで架橋する架橋部材４０を設け、該架橋部材４０にリングギヤ１８の外周部を囲繞するオイルガイド部材４５を設ける。    【選択図】  図２
2006183717.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
推進軸に連結されたピニオン軸と、該ピニオン軸をピニオンベアリングを介して回転自在に支持するディファレンシャルキャリヤと、前記ピニオン軸に設けられたピニオンギヤと噛合するリングギヤを外周部に備えたディファレンシャルギヤケースと、該ディファレンシャルギヤケースを左右一対のサイドベアリングを介して前記ディファレンシャルキャリヤに回転自在に支持するために前記ディファレンシャルキャリヤに設けられた左右一対の支持部及び該支持部に結合された左右一対のベアリングキャップと、前記ディファレンシャルギヤケース及び前記リングギヤを内包するように前記ディファレンシャルキャリヤに装着されたキャリヤカバーとを有するディファレンシャル装置であって、前記左右一対のベアリングキャップ間に、該キャップ同士を前記リングギヤを跨いで架橋する架橋部材が設けられ、該架橋部材に、前記リングギヤの回転によって前記キャリヤカバーの底部から掻き上げられたオイルを前記ピニオンベアリングへ案内するオイルガイド部材が前記リングギヤの外周部を囲繞するように設けられていることを特徴とするディファレンシャル装置。
【請求項２】
前記リングギヤの回転軸心は、前記ピニオンギヤの回転軸心よりも上方にオフセットして設けられ、前記架橋部材は、前記リングギヤの回転軸心よりも下方にオフセットして設けられている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装置。
【請求項３】
前記架橋部材は、前記左右一対のベアリングキャップに一体形成さ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装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車に備えられるディファレンシャル装置の技術分野に属する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、ＦＲ（フロントエンジンリアドライブ）車や４輪駆動車等の自動車に備えられるディファレンシャル装置として、内部にディファレンシャル機構を収容し、外周部にリングギヤを具備したディファレンシャルギヤケースを、左右一対のサイドベアリング及びベアリングキャップを介して、ディファレンシャルキャリヤに回転自在に支持した構造のオープンタイプのディファレンシャル装置が知られている。
【０００３】
すなわち、このディファレンシャル装置は、前方に配置されたエンジンからの動力伝達を行うプロペラシャフト（推進軸）にピニオン軸が連結され、該ピニオン軸はピニオンベアリングを介してディファレンシャルキャリヤに回転自在に支持されている。前記ピニオン軸に設けられたピニオンギヤとディファレンシャルギヤケースの外周部に備えられたリングギヤとが相互に回転軸心同士が直交した状態で噛み合っていると共に、前記ディファレンシャルギヤケースが、前記ディファレンシャルキャリヤに設けられた左右一対の支持部と、該支持部に結合された左右一対のベアリングキャップとによって、左右一対のサイドベアリングを介して、前記ディファレンシャルキャリヤに回転自在に支持されている。そのうえで、前記ディファレンシャルキャリヤにキャリヤカバーが装着されて、前記ディファレンシャルギヤケースやリングギヤあるいはベアリングキャップ等が前記キャリヤカバーで内包された構造である。
【０００４】
この点に関し、特許文献１には、前記のようにベアリングキャップを用いてディファレンシャルギヤケースを支持した構造のオープンタイプのディファレンシャル装置において、前記リングギヤの回転によって前記キャリヤカバーの底部から掻き上げられたオイルを前記ピニオン軸の前後一対のピニオンベアリングへ案内する潤滑構造が開示されている。
【０００５】
【特許文献１】特開２００４−２０４９４９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、プロペラシャフトからピニオン軸に入力されたエンジンからの駆動力は、傘歯車セットであるピニオンギヤとリングギヤとの噛み合いにより駆動側のピニオンギヤから従動側のリングギヤへと伝達されるが、その際に、トルク伝達の噛合い反力として、傘歯車同士を相互に遠避けようとする力が噛合いポイントに働き、その噛合い反力は、従動側のリングギヤないしディファレンシャルギヤケースを、傘歯車セットの傘の傾斜の垂線方向、すなわち横斜め後方向へ押し出すように作用することとなる。その結果、前記ディファレンシャルギヤケースを支持するベアリングキャップに、該キャップ間の間隔を外側に押し広げようとする力が働いて、ベアリングキャップが外側に倒れるように反ってしまい、これに起因して、リングギヤの回転軸心に歪みが生じ、前記噛合いポイントが本来の位置からズレて、正規の歯当たりが得られず、ギヤセットの不整な噛合いを起振力とするギヤ音ないし振動騒音が発生する、という不具合がある。
【０００７】
この問題に対処するためには、ベアリングキャップを内包する前記キャリヤカバーで該キャップを外側から支持することが考えられるが、前記キャリヤカバーは、一般に、組付け容易性を考慮して、内包する各種部材との間に多少のクリアランスをもって前記ディファレンシャルキャリヤに装着されるため、十分な対策にはならない。
【０００８】
そこで、ベアリングキャップの外側への倒れ現象を阻止するように、該ベアリングキャップの剛性を高めればよいのであるが、その場合に、ベアリングキャップの剛性向上を図ったことによって、ピニオン軸の潤滑作用、すなわち、回転するリングギヤがキャリヤカバーの底部から掻き上げたオイルを前方のピニオン軸のピニオンベアリングへと案内する作用が阻害されることのないように留意する必要がある。
【０００９】
本発明は、ディファレンシャル装置における前記のような不具合を解消するもので、ピニオン軸の潤滑作用を阻害することなく、ベアリングキャップの剛性を高めて、該ベアリングキャップの外側への倒れ現象を抑制するように対策されたディファレンシャル装置の提供を課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
すなわち、前記課題を解決するため、本願の請求項１に記載の発明は、推進軸に連結されたピニオン軸と、該ピニオン軸をピニオンベアリングを介して回転自在に支持するディファレンシャルキャリヤと、前記ピニオン軸に設けられたピニオンギヤと噛合するリングギヤを外周部に備えたディファレンシャルギヤケースと、該ディファレンシャルギヤケースを左右一対のサイドベアリングを介して前記ディファレンシャルキャリヤに回転自在に支持するために前記ディファレンシャルキャリヤに設けられた左右一対の支持部及び該支持部に結合された左右一対のベアリングキャップと、前記ディファレンシャルギヤケース及び前記リングギヤを内包するように前記ディファレンシャルキャリヤに装着されたキャリヤカバーとを有するディファレンシャル装置であって、前記左右一対のベアリングキャップ間に、該キャップ同士を前記リングギヤを跨いで架橋する架橋部材が設けられ、該架橋部材に、前記リングギヤの回転によって前記キャリヤカバーの底部から掻き上げられたオイルを前記ピニオンベアリングへ案内するオイルガイド部材が前記リングギヤの外周部を囲繞するように設けられていることを特徴とする。
【００１１】
次に、請求項２に記載の発明は、前記請求項１に記載の発明において、前記リングギヤの回転軸心は、前記ピニオンギヤの回転軸心よりも上方にオフセットして設けられ、前記架橋部材は、前記リングギヤの回転軸心よりも下方にオフセットして設けられていることを特徴とする。
【００１２】
そして、請求項３に記載の発明は、前記請求項１又は２に記載の発明において、前記架橋部材は、前記左右一対のベアリングキャップに一体形成されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
まず、請求項１に記載の発明によれば、ベアリングキャップによってディファレンシャルギヤケースをディファレンシャルキャリヤに回転自在に支持した構造のオープンタイプのディファレンシャル装置において、左右一対の前記ベアリングキャップ間に、リングギヤを跨いで前記ベアリングキャップ同士を架橋する架橋部材を設けたから、ベアリングキャップの剛性が高まり、ベアリングキャップの外側への倒れ現象が阻止されて、ギヤセットの不整な噛合いによるギヤ音ないし振動騒音の発生のみならず、リングギヤの強度低下、サイドベアリングの寿命低下等の種々の不具合が抑制される。
【００１４】
そのうえで、前記架橋部材に、リングギヤの外周部を囲繞するオイルガイド部材を設けたから、このガイド部材により、リングギヤの回転でキャリヤカバーの底部から掻き上げられたオイルをピニオン軸のピニオンベアリングへ案内することができて、ピニオン軸の潤滑作用を阻害することも防がれる。つまり、前記ベアリングキャップの剛性向上を実効あるものとするためには、前記架橋部材の架橋長さをなるべく短くして架橋部材自身の変形量を少なくすることが肝要であるが、そうすると、リングギヤを跨ぐ架橋部材がリングギヤに近接することとなって、リングギヤによって掻き上げられたオイルが架橋部材に当たり、ピニオン軸のピニオンベアリングまで届かなくなってしまう可能性がある。そこで、リングギヤの外周部を囲繞するようにオイルガイド部材を設けることにより、リングギヤの回転で掻き上げられたオイルが架橋部材に当たることを回避して、該オイルが前方のピニオンベアリングに支障なく届くように対策したのである。
【００１５】
次に、請求項２に記載の発明によれば、駆動側のピニオンギヤと従動側のリングギヤとのギヤセットが、相互に直交するリングギヤの回転軸心をピニオンギヤの回転軸心よりも上方にオフセットさせた構造のギヤセットである場合に、前記架橋部材を、前記リングギヤの回転軸心よりも下方にオフセットして設けたから、前記架橋部材は、リングギヤの回転軸心に対して、ギヤセットの噛合いポイントと同じ側（下方側）に位置することとなり、これにより、左右のベアリングキャップ間の間隔を外側に押し広げようとする力がより大きく働く下方側において、ベアリングキャップの剛性向上を効果的に図ることが可能となる。
【００１６】
そして、請求項３に記載の発明によれば、ベアリングキャップの剛性向上を図るための架橋部材をベアリングキャップに一体形成したから、例えば該架橋部材をベアリングキャップと別体に形成し、後で両者を適宜手段で結合する場合等に比べて、より一層ベアリングキャップの剛性向上が図られる。以下、本発明の最良の実施の形態を通して、本発明をさらに詳しく説明する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
図１に示すように、本実施形態においては、本発明に係るディファレンシャル装置１０は、ＦＲ（フロントエンジンリアドライブ）車両１に備えられている。すなわち、車体の前方に縦置きされたエンジン２からの駆動力は、変速機３及びプロペラシャフト４を経由して、ディファレンシャル装置１０に入力され、該ディファレンシャル装置１０によって左右の後の駆動軸５，６にトルクが配分される。
【００１８】
以下、図２〜図５を参照して、前記ディファレンシャル装置１０の構成を詳しく説明する。まず、図２に示すように、このディファレンシャル装置１０は、前部のディファレンシャルキャリヤ１１と後部のキャリヤカバー１２とで全体形状が構成されている。キャリヤ１１には、前後方向に延びるピニオン軸１３が前後一対のピニオンベアリング（フロントベアリング１４及びリアベアリング１５）で回転自在に支持されている。ピニオン軸１３の前端部にはコンパニオンフランジ１６が結合され、該フランジ１６にプロペラシャフト４の後端部が連結されている。ピニオン軸１３の後端部にはドライブピニオン１７が一体に形成され、該ドライブピニオン１７はリングギヤ１８と噛み合っている。
【００１９】
リングギヤ１８は、ディファレンシャルギヤケース２０の外周部にボルト２１…２１で締結されている。ギヤケース２０は、内部に、ピニオンシャフト２２、ピニオンギヤ２３，２３、及びサイドギヤ２４，２４を収容している。サイドギヤ２４，２４には、図示しないが、左右の駆動軸５，６の一端部がスプライン嵌合される。
【００２０】
ギヤケース２０は、テーパローラベアリングでなる左右一対のサイドベアリング２５，２５を介して、キャリヤ１１に回転自在に支持されている。すなわち、図３によく表れるように、キャリヤ１１の後端面に、後方に突出する左右一対の支持部２６，２６（図３には右の支持部のみ図示）が立設され、これらの支持部２６，２６に、左右一対のベアリングキャップ２７，２７がボルト２８…２８で結合されている。その場合に、これらの支持部２６，２６及びキャップ２７，２７は、協働してサイドベアリング２５，２５及びギヤケース２０の左右のボス部２０ａ，２０ａを挟み込むための半円形の凹部２６ａ，２６ａ：２７ａ，２７ａが形成された半割構造とされている。
【００２１】
図２及び図４によく表れるように、左右一対のアジャスタリング２９，２９が、前記サイドベアリング２５，２５の外側において、前記支持部２６，２６及び前記キャップ２７，２７に螺合されている。このリング２９，２９は、ギヤケース２０ひいてはリングギヤ１８の左右方向の位置を変化させて、リングギヤ１８とドライブピニオン１７との噛合いポイントを調整するためのものである。アジャスタリング２９には、多数の切欠き２９ａ…２９ａが設けられ、ロックプレート３０の爪が前記切欠き２９ａの１つに係合してリング２９を回り止めしている。ロックプレート３０は、後述する架橋部材４０を介してキャップ２７にボルト３１で固定されている。
【００２２】
図２に示すように、キャリヤカバー１２は、前記ギヤケース２０やリングギヤ１８、あるいはキャップ２７，２７や架橋部材４０等をすべて内包するようにキャリヤ１１の後端面に装着されている。キャリヤカバー１２の左右の側壁には左右の駆動軸５，６を挿通させるための開口１２ａ，１２ａが設けられている。
【００２３】
以上の構成に加えて、前記ベアリングキャップ２７，２７間に、該キャップ２７，２７同士を架橋する架橋部材４０が組み付けられている。この架橋部材４０は、本実施形態においては、キャップ２７，２７と別体に形成されている。架橋部材４０は、リングギヤ１８を跨ぐ架橋部４１と、該架橋部４１の両端と連続して前記キャップ２７，２７の上面に重ね合された左右一対の基部４２，４２とを有し、該基部４２，４２において、前記ボルト２８…２８（図３及び図４参照）によって、ベアリングキャップ２７，２７及び支持部２６，２６に共締めされている。
【００２４】
ここで、図３及び図５によく表れるように、ドライブピニオン１７とリングギヤ１８とのギヤセットは、噛合い率が大きく、滑らかな噛合いが実現するように、前記リングギヤ１８の回転軸心が、前記ドライブピニオン１７の回転軸心よりも上方にオフセットして配置されている（ハイポイドギヤセット）。そして、それに対応して、前記架橋部材４０、特にその架橋部４１が、前記リングギヤ１８の回転軸心よりも下方にオフセットして配置されている。
【００２５】
さらに、架橋部材４０にオイルガイド部材４５が設けられている。このガイド部材４５は、図３及び図４によく表れるように、リングギヤ１８の外周部を囲繞するように、該リングギヤ１８の周方向に所定長さだけ側面視で円弧状に延びている。その結果、このガイド部材４５は、リングギヤ１８の回転によってキャリヤカバー１２の底部から掻き上げられたオイルを前記ピニオンベアリング１４，１５へと案内する。
【００２６】
以上により、本実施形態においては、ベアリングキャップ２７，２７によってギヤケース２０をキャリヤ１１に回転自在に支持した構造のオープンタイプのディファレンシャル装置１０において、左右一対の前記キャップ２７，２７間に、リングギヤ１８を跨ぐようにして、前記キャップ２７，２７同士を架橋する架橋部材４０を設けたので、前記キャップ２７，２７の剛性が高まることとなる。したがって、たとえ傘歯車セット１７，１８の噛合い反力が、図２に矢印Ａで示したように、従動側のリングギヤ１８ないしギヤケース２０を横斜め後方向へ押し出すように作用しても、キャップ（この例の場合では特に左のキャップ）２７の外側への倒れ現象が阻止されて、ギヤセット１７，１８の不整な噛合いによるギヤ音ないし振動騒音の発生のみならず、リングギヤ１８の強度低下、サイドベアリング２５，２５の寿命低下等の種々の不具合が抑制されることとなる。
【００２７】
そのうえで、前記架橋部材４０に、リングギヤ１８の外周部を囲繞するオイルガイド部材４５を設けたので、このガイド部材４５により、リングギヤ１８の回転でキャリヤカバー１２の底部から掻き上げられたオイル（図３に、オイル面を符号Ｘで示し、オイルの掻き上げ方向を矢印Ｂで示した）をピニオン軸１３のフロントベアリング１４及びリアベアリング１５へと案内することができて（図３に、ガイド部材４５から飛び出したオイルの飛散方向を矢印Ｃで示した）、ピニオン軸１３の潤滑作用を阻害することも防がれる。
【００２８】
つまり、前記キャップ２７，２７の剛性向上を実効あるものとするためには、前記架橋部材４０の架橋長さをなるべく短くして架橋部材４０自身の変形量を少なくすることが肝要であるが、そうすると、リングギヤ１８を跨ぐ架橋部４１がリングギヤ１８に近接することとなって、リングギヤ１８によって掻き上げられたオイルが架橋部４１に当たり、ピニオン軸１３のピニオンベアリング１４，１５まで届かなくなってしまう可能性がある。そこで、リングギヤ１８の外周部を囲繞するようにオイルガイド部材４５を設けて、これにより、リングギヤ１８の回転で掻き上げられたオイルが架橋部４１に当たることを回避して、該オイルが前方のピニオンベアリング１４，１５に支障なく届くように対策したのである。
【００２９】
また、前記架橋部４１を、前記リングギヤ１８の回転軸心よりも下方にオフセットして設けたので、前記架橋部４１は、リングギヤ１８の回転軸心に対して、ギヤセット１７，１８の噛合いポイントと同じ下方側に位置することとなり、これにより、左右のキャップ２７，２７間の間隔を外側に押し広げようとする力（図２の矢印Ａ参照）がより大きく働く下方側において、キャップ２７，２７の剛性向上を効果的に図ることが可能となる。
【００３０】
なお、前記実施形態は、本発明の最良の実施形態ではあるが、特許請求の範囲を逸脱しない限り、なお種々の修正・変更が可能であることはいうまでもない。例えば、前記ベアリングキャップ２７，２７の剛性向上を図るための架橋部材４０をキャップ２７，２７に一体形成してもよい。これにより、ベアリングキャップ２７，２７のより一層の剛性向上が図られる。
【００３１】
また、リングギヤ１８を跨ぐ架橋部４１を複数設けてもよい。図６は、リングギヤ１８を上方で跨ぐ上部架橋部４１ａと下方で跨ぐ下部架橋部４１ｂとの２つの架橋部を設けた例である。ドライブピニオン１７とリングギヤ１８との噛合いポイントが下方側にあるから、下部架橋部４１ｂの剛性を上部架橋部４１ａの剛性よりも大きくするために、下部架橋部４１ｂのサイズ（幅や厚み等）を相対的に大きくしてある。また、架橋部４１ａ，４１ｂとリングギヤ１８との干渉を回避するために、架橋部４１ａ，４１ｂの内縁部には切込み４１ｃ，４１ｄを入れてある。
【００３２】
さらに、図７に示すように、オイルガイド部材４５の断面形状をリングギヤ１８の断面形状に近似させ、両部材４５，１８を近接させると、リングギヤ１８で掻き上げられたオイルがガイド部材４５の裏面に付着する量が減少し、潤滑に用いるオイル量を確保することができる。
【産業上の利用可能性】
【００３３】
以上、具体例を挙げて詳しく説明したように、本発明によれば、ピニオン軸の潤滑作用を阻害することなく、ベアリングキャップの剛性を高めて、該ベアリングキャップの外側への倒れ現象を抑制するように対策されたディファレンシャル装置が提供される。本発明は、ＦＲ車や４輪駆動車等の自動車に備えられるディファレンシャル装置、特に、ベアリングキャップを用いてディファレンシャルギヤケースを支持した構造のオープンタイプのディファレンシャル装置の技術分野において幅広い産業上の利用可能性を有する。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明の実施の形態に係るディファレンシャル装置１０を備えた車両１の平面図である。
【図２】前記ディファレンシャル装置１０の拡大平断面図である。ただし、ピニオン軸１３の周辺は、該軸１３の回転軸心を含む平面を切断面とし、ギヤケース２０の周辺は、該ケース２０の回転軸心を含む平面を切断面とするものである。
【図３】前記ディファレンシャル装置１０の拡大縦断面図である。ただし、図２の矢視ＩＩＩ−ＩＩＩに沿うものである。
【図４】前記ディファレンシャル装置１０を右側下後方（図２及び図３の矢印ＩＶ方向）から見た拡大斜視図である。ただし、キャリヤカバー１２は外された状態である。
【図５】（ａ）は、架橋部材４０を後方から見た背面図であり、（ｂ）は、該架橋部材４０の装着状態を鎖線で示した、前記ディファレンシャル装置１０を後方から見た概略背面図である。ただし、キャリヤカバー１２は外された状態である。
【図６】（ａ）は、別の実施の形態に係る架橋部材４０を後方から見た背面図であり、（ｂ）は、該架橋部材４０の装着状態を鎖線で示した、前記ディファレンシャル装置１０を後方から見た概略背面図である。ただし、キャリヤカバー１２は外された状態である。
【図７】前記オイルガイド部材４５の変形例を示す、図２と類似の部分平断面図である。
【符号の説明】
【００３５】
４          プロペラシャフト（推進軸）
１０        ディファレンシャル装置
１１        ディファレンシャルキャリヤ
１２        キャリヤカバー
１３        ピニオン軸
１４，１５  ピニオンベアリング
１７        ドライブピニオン（ピニオンギヤ）
１８        リングギヤ
２０        ディファレンシャルギヤケース
２５        サイドベアリング
２６        支持部
２７        ベアリングキャップ
４０        架橋部材
４１        架橋部
４２        基部
４５        オイルガイド部材
【図１】
2006183717.tif 000003
【図２】
2006183717.tif 000004
【図３】
2006183717.tif 000005
【図４】
2006183717.tif 000006
【図５】
2006183717.tif 000007
【図６】
2006183717.tif 000008
【図７】
2006183717.tif 000009