(57)【要約】【課題】部品点数を増やすことなく、オイルを差動機構へと誘導する構造を提供すること。【解決手段】回転軸Ｏを中心に回転する差動装置のデフケース６１（回転体）の回転によって動力を差動機構に伝達する差動装置において、デフケース６１は、回転に伴って掻き上げたオイルを回転径方向内側へと誘導する溝７０を備える。これにより、部品点数を増やすことなく、オイルを重力によって差動機構へと誘導する構造を提供することができる。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転軸を中心に回転する回転体の回転によって動力を差動機構に伝達する差動装置において、
前記回転体は、回転によって掻き上げたオイルを回転径方向内側へと誘導する溝を備えることを特徴とする差動装置。
【請求項２】
請求項１に記載の差動装置において、
前記溝は、
前記回転体の回転に伴ってオイルに浸かる前端部と、
前記回転体の回転方向について前記前端部より後方に配置される後端部と、
前記前端部から前記後端部へと前記回転体の回転軸に次第に近づくように延在してオイルを誘導する誘導部と、を有することを特徴とする差動装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の差動装置において、
前記溝は、前記回転軸に直交する面上に開口部を有することを特徴とする差動装置。
【請求項４】
請求項３に記載の差動装置において、
前記回転体は、前記溝の外周に沿って軸方向に突出するリブを有することを特徴とする差動装置。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１項に記載の差動装置において、
前記溝の開口部を部分的に塞ぐ蓋を備えることを特徴とする差動装置。
【請求項６】
請求項１又は２に記載の差動装置において、
前記溝は、前記回転体の回転軸に対向する開口部を有することを特徴とする差動装置。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか１項に記載の差動装置において、
前記回転体は、前記差動機構を収容するデフケースであることを特徴とする差動装置。
【請求項８】
請求項７に記載の差動装置において、
オイルを前記溝から前記デフケースの内部に導く導入部を有することを特徴とする差動装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、オイルを掻き上げて潤滑する差動装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、回転するギヤが掻き上げたオイルを差動機構に供給する装置が知られている（例えば特許文献１参照）。この特許文献１記載の装置では、ギヤが掻き上げたオイルを溜める油溜め部と、車両の発進時に油溜め部のオイルを差動機構に流下させるように開閉作動する閉鎖機構と、を備える。これにより車両の発進時にオイルが差動機構に供給されるようになっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−８２５３０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記特許文献１記載の装置では、差動機構とは別に設けられる油溜め部および閉鎖機構によって部品点数が増え、装置の大型化を招くという問題がある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の一態様は、回転体の回転によって動力を差動機構に伝達する差動装置であり、回転体は、回転によって掻き上げたオイルを回転径方向内側へと誘導する溝を備える。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、溝によって掻き上げられたオイルが回転径方向内側に移動することで、オイルに働く遠心力が小さくなる。これによりオイルが重力によって差動機構へと流下させられる回転速度域が高速側に拡がる。そして差動装置は、部品点数を増やすことなく、装置の大型化が避けられる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】本発明の実施形態に係る差動装置を含む動力伝達装置を示す断面図。
【図２】デフケースを示す斜視図。
【図３】デフケースを示す側面図。
【図４】図３のＶ−Ｖ線に沿う断面図。
【図５】差動装置において潤滑が行われる様子を示す図。
【図６Ａ】図２の変形例を示す斜視図。
【図６Ｂ】図２のさらなる変形例を示す斜視図。
【図７】図４の変形例を示す断面図。
【図８】図４の他の変形例を示す断面図。
【図９】図４のさらに他の変形例を示す断面図。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、図１〜図９を参照して本発明の一実施形態について説明する。本発明の実施形態に係る差動装置６０は車両に搭載される動力伝達装置１００を構成するものである。動力伝達装置１００は、電動機２を車両の駆動源として用いるものであり、電気自動車やハイブリッド車両などの電動車両に設けられる。
【０００９】
図１は、動力伝達装置１００を示す断面図である。まず、図１を参照して動力伝達装置１００の構成について説明する。なお、以下では、便宜上、図示のように上下方向および左右方向を定義し、これに従い各部の構成を説明する。
【００１０】
動力伝達装置１００のケース４１，４２の内部には、電動機２、減速ギヤ列５、および差動装置６０が左右方向に並んで収容される。電動機２の動力は、減速ギヤ列５によって減速して差動装置６０に伝達され、差動装置６０によって左右の出力軸３５，３６（車軸）に分配される。
【００１１】
電動機２は、ステータ２１、ロータ２２、およびロータ軸２３を備える。ロータ軸２３は、ケース４１およびホルダ４３に軸受２４，２５を介して回転自在に支持される。
【００１２】
減速ギヤ列５は、ロータギヤ２６、複数（３個）のカウンタギヤ３０、およびリングギヤ５２を備える。ロータギヤ２６は、ロータ軸２３の端部に形成され、電動機２によって回転駆動される。カウンタギヤ３０は、ロータギヤ２６に噛み合う大径ギヤ３１と、リングギヤ５２に噛み合う小径ギヤ３２と、を備える。カウンタギヤ３０は、その両端部が軸受５５，５６を介してホルダ４３およびホルダ５４に回転自在に支持される。リングギヤ５２は、軸方向に延在する部位が差動装置６０のデフケース６１に連結される。デフケース６１に設けられる一方のジャーナル部６１ｃは、ホルダ５４に軸受２７を介して回転自在に支持される。デフケース６１に設けられる他方のジャーナル部６１ｄは、ケース４２に軸受２８を介して回転自在に支持される。
【００１３】
ロータギヤ２６の回転は、複数のカウンタギヤ３０およびリングギヤ５２によって減速してデフケース６１に伝達される。複数のカウンタギヤ３０が周方向に並んでリングギヤ５２に噛み合う構成とすることで、減速ギヤ列５の外径を電動機２の外径と同等に設定することができる。すなわち、電動機２から減速ギヤ列５までの高さを左右方向について均一に構成することが可能となり、ケース４１，４２内の空間を効率的に活用することができる。
【００１４】
差動装置６０は、差動機構６としてピニオンギヤ６３およびサイドギヤ６４を備える。２つのピニオンギヤ６３は、デフケース６１にシャフト６２を介して回転自在に支持される。デフケース６１およびシャフト６２は、リングギヤ５２と共に回転する。シャフト６２に支持された２つのピニオンギヤ６３が公転することで、ピニオンギヤ６３に噛み合う左右のサイドギヤ６４が回転する。これによりデフケース６１に伝達される動力は、左右のサイドギヤ６４に連結された左右の出力軸３５，３６に分配される。なお、左の出力軸３５は、中空のロータ軸２３の内部を貫通して配置される。
【００１５】
ケース４１，４２の内部空間は、ホルダ４３およびホルダ５４によって電動機２を収容する空間と、減速ギヤ列５および差動装置６０を収容する空間と、に仕切られる。ケース４１，４２の底部によって形成される内部空間は、オイル（液状媒体）を貯留する貯留部４４として機能する。動力伝達装置１００の回転停止時には、貯留部４４に貯留されるオイルの油面位置Ｌが図に示す位置にある。動力伝達装置１００の回転作動時には、貯留部４４に貯留されるオイルがカウンタギヤ３０、ロータ２２、リングギヤ５２、およびデフケース６１などによって掻き上げられ、ケース４１，４２内の各部を潤滑する。すなわち動力伝達装置１００内の各部は、ポンプなどによらない、いわゆる自然潤滑によって潤滑される。
【００１６】
次に、図２〜図４を参照して差動装置６０の潤滑構造について説明する。なお、「径方向」、「周方向」、および「軸方向」は、それぞれ、回転軸Ｏを中心とする放射方向、回転軸Ｏ回りの方向、および回転軸Ｏが延在する方向を意味する。
【００１７】
図２は、説明の簡略化のため、一部を省略して図示したデフケース６１の斜視図である。デフケース６１は、差動機構６を収容する中空の収容部６１ａと、収容部６１ａの外周部から円盤状に延びるフランジ部６１ｂと、収容部６１ａの両端部から円筒状に延びるジャーナル部６１ｃ（図１）およびジャーナル部６１ｄと、を有する。デフケース６１には、オイルを収容部６１ａに導入する２つの窓６１ｅが開口している。フランジ部６１ｂの外周端には、リングギヤ５２に結合するスプライン６１ｆが形成される。
【００１８】
デフケース６１は、差動機構６に動力を伝達し、かつオイルを掻き上げて差動機構６に供給する回転体として機能する。フランジ部６１ｂには、オイルを掻き上げる２つの溝７０が形成される。２つの溝７０は、収容部６１ａを囲むように周方向に延在し、回転軸Ｏについて互いに対称形状を有する。なお、溝７０の数は、２つに限らず、１つ、または３つ以上であってもよい。
【００１９】
デフケース６１は、回転軸Ｏを中心として矢印Ａ方向に回転する。溝７０は、周方向に延在する前端部７１、誘導部７２、および後端部７３から成る。
【００２０】
図３は、デフケース６１を示す側面図である。溝７０は、後端部７３が前端部７１より回転軸Ｏに近い位置に形成され、誘導部７２が前端部７１から後端部７３にかけて回転軸Ｏに次第に近づくように形成される。溝７０の中心線Ｓは、前端部７１から後端部７３にかけて回転軸Ｏに次第に近づくように配置される。前端部７１は、フランジ部６１ｂの外周の近傍に配置され、その中心線Ｓが回転軸Ｏに対して距離ｒ１を有する。後端部７３は、窓６１ｅの近傍に配置され、その中心線Ｓが回転軸Ｏに対して距離ｒ２を有する。距離ｒ２は、距離ｒ１より小さい。
【００２１】
図４（Ａ）は、図３のＶ−Ｖ線に沿う断面図である。フランジ部６１ｂは回転軸Ｏに対して交差（直交）する端壁部６６を有し、溝７０は端壁部６６に開口する。溝７０の開口部７７、より具体的には端壁部６６の面上に位置する開口面は、回転軸Ｏに対して交差、例えば直交するように配置される。開口部７７は、回転軸Ｏと直交していなくてもよいが、誘導部７２を前端部７１から後端部７３にかけて回転軸Ｏに次第に近づくように形成するため、回転軸Ｏとほぼ直交していることが好ましい。
【００２２】
溝７０は、端壁部６６に対して凹状に窪み、回転軸Ｏに対向して周方向に延在する外周面７５と、外周面７５に対向して周方向に延在する内周面７４と、外周面７５と内周面７４との間に延在する底面７６と、を有する。
【００２３】
図４（Ｂ）および図５（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）は、車両の発進時および低速走行時に差動装置６０において潤滑が行われる様子を示す図である。以下、これらの図を参照してオイルの流れについて説明する。
【００２４】
まず、図５（Ａ）に示す状態では、下方の溝７０の前端部７１が貯留部４４に貯留されるオイルに浸かり、前端部７１にオイルが入る。
【００２５】
続いて図５（Ｂ）に示すように、デフケース６１の回転に伴って下方の溝７０が上昇し、溝７０に入ったオイルは慣性力および重力を受けて矢印Ｂで示すように誘導部７２を前端部７１から後端部７３へと流れる。こうして溝７０には、オイルが回転径方向内側に移動する流れが生じる。
【００２６】
このとき図４（Ｂ）に示すように、遠心力を受けるオイルは外周面７５に沿って流れ、一部のオイルが矢印Ｄで示すように溝７０の外に流出するが、残りのオイルが誘導部７２に沿って前端部７１から後端部７３へと流れる。こうしてオイルは、溝７０によって回転径方向内側へと流れるように誘導される。
【００２７】
続いて図５（Ｃ）に示すように、デフケース６１の回転に伴って溝７０が収容部６１ａの上方に来ると、慣性力および重力を受けるオイルが後端部７３から矢印Ｃで示すように溝７０の外に流出し、窓６１ｅを通じて収容部６１ａ内の差動機構６（図１）へと流下する。溝７０の後端部７３が窓６１ｅの周方向前端部よりも回転方向前方に設けられるため、慣性力を受けて溝７０から回転方向後方に流出するオイルを、窓６１ｅを介して効率的に収容部６１ａ内へ導入することができる。
【００２８】
溝７０の後端部７３では前端部７１に比べてオイルに働く遠心力が小さくなることで、オイルが重力によって溝７０から流下することが促される。ここでオイルの質量をｍとし、デフケース６１の回転速度をωとすると、後端部７３にてオイルに働く遠心力ｍ・ｒ２・ω２は、前端部７１にてオイルに働く遠心力ｍ・ｒ１・ω２と比べて小さくなる。このように溝７０の後端部７３では前端部７１に比べてオイルに働く遠心力が小さくなることで、重力を受けるオイルが遠心力に抗して溝７０から流下することが促される。
【００２９】
デフケース６１の回転速度がある程度低い作動状態では撹拌による潤滑が不十分となるが、上記したようにオイルが回転径方向内側に移動する流れが生じ、重力を受けるオイルが遠心力に抗して差動機構６へ供給されることで、差動機構６の十分な潤滑が行われる。
【００３０】
なお、比較例として、デフケースのフランジ部にオイルを溜めるバケット（窪み）を設け、バケットによって掻き上げられたオイルを差動機構へと流下させることが考えられる。しかし、この場合には、バケットにおいてオイルが回転径方向内側に移動する流れが生じないため、バケットのオイルを遠心力に抗して差動機構へと流下させられるのは、デフケースの回転速度が極低い作動状態に限られる。
【００３１】
上記比較例に比べて、本実施形態の差動装置６０では、溝７０が掻き上げたオイルが誘導部７２に沿って回転径方向内側に移動することで、オイルが重力によって差動機構６へ供給される回転速度域が高速側に拡がる。これにより差動装置６０では、車両が発進後に車速がある程度に高まるまでの間に、溝７０を介して供給されるオイルによって差動機構６の潤滑が十分に行われる。一方、車速がこの条件を超えて高まると、リングギヤ５２およびデフケース６１などによって撹拌されるオイルが飛散して差動機構６へ供給されることで差動機構６の潤滑が行われる。
【００３２】
図６Ａは、図２の変形例である。図６Ａに示すように、このデフケース６１には、溝７０の後端部７３から回転方向後方かつ回転径方向内側に向けて導入部７９が延設される。導入部７９の端部は収容部６１ａと連通し、導入部７９は連通溝を構成する。なお、図６Ａでは、導入部７９を後端部７３から径方向かつ周方向に延設して斜めに設けたが、導入部７９の傾斜角度は図６Ａに示したものよりも急または緩やかであってもよく、直線ではなく曲線であってもよい。図６Ｂは、図２のさらなる変形例である。図６Ｂに示すように、導入部７９は、一端を後端部７３に開口し、他端を収容部６１ａの内壁面に開口した連通孔としてもよい。なお、図６Ｂでは、溝７０の後端部７３から径方向内側に向けて導入部７９を穿設したが、導入部７９を後端部７３から回転方向後方かつ回転径方向内側に向けて延在する連通孔として構成してもよい。
【００３３】
この場合、差動装置６０の作動時に溝７０の後端部７３に誘導されたオイルが、慣性力および重力を受けて導入部７９を通じて収容部６１ａ内に流下して差動機構６に供給される。これにより差動機構６に供給されるオイル量を増やすことができる。
【００３４】
次に、図７（Ａ）、（Ｂ）に示すデフケース６１の変形例について説明する。図７（Ａ）に示すように、デフケース６１は、溝７０の外周に沿って端壁部６６から軸方向に突出するリブ８１を有する。リブ８１は、誘導部７２の外周面７５から軸方向に延在する面を形成する。
【００３５】
この場合、差動装置６０の作動時には、図７（Ｂ）に示すように、遠心力を受けて外周面７５に沿って流れるオイルの流路幅がリブ８１によって拡大することで、一部のオイルが矢印Ｅで示すように溝７０の外に流出することが抑えられる。このようにオイルが溝７０およびリブ８１によって誘導されることで、差動機構６に供給されるオイル量を増やすことができる。
【００３６】
次に、図８（Ａ）、（Ｂ）に示す変形例について説明する。図８（Ａ）に示すように、デフケース６１には、溝７０の開口部７７を部分的に塞ぐ蓋８５が設けられる。蓋８５は、誘導部７２を塞ぎ、前端部７１および後端部７３を塞がないように配置される。板状の蓋８５は、端壁部６６に接合される。
【００３７】
この場合、差動装置６０の作動時には、図８（Ｂ）に示すように、遠心力を受けるオイルが外周面７５および蓋８５に沿って流れることで、オイルが溝７０の外に流出することが抑えられる。このようにオイルが溝７０および蓋８５によって誘導されることで、差動機構６に供給されるオイル量を増やすことができる。
【００３８】
次に、図９（Ａ）、（Ｂ）に示すデフケース６１の変形例について説明する。図９（Ａ）に示すように、デフケース６１は、端壁部６６から軸方向に突出する凸部９０を有する。凸部９０は、回転軸Ｏに対向するように延在する内周壁部９１と、内周壁部９１に開口する溝９２と、を有する。溝９２の開口部９３は、回転軸Ｏに対向するように配置される。
【００３９】
この場合、差動装置６０の作動時には、図９（Ｂ）に示すように、凸部９０によって掻き上げられるオイルが内周壁部９１に開口する溝９２に沿って流れることで、オイルが溝９２から流出することが抑えられる。このようにオイルが溝９２によって誘導されることで、差動機構６に供給されるオイル量を増やすことができる。
【００４０】
本実施形態によれば、以下のような作用効果を奏することができる。
【００４１】
（１）本実施形態の差動装置６０は、回転軸Ｏを中心に回転するデフケース６１（回転体）の回転によって動力を差動機構６に伝達する。デフケース６１は、回転によって掻き上げたオイルを回転径方向内側へと誘導する溝７０，９２を備える（図１〜図９）。
【００４２】
これにより差動装置６０では、溝７０によって掻き上げられたオイルが回転径方向内側（回転軸Ｏに近づく方向）に移動することで、オイルに働く遠心力が小さくなり、オイルが重力によって差動機構６へ供給される回転速度域が高速側に拡がる。そして差動装置６０は、デフケース６１の形状を変えることで実現されるため、部品点数を増やすことなく、装置の大型化が避けられる。
【００４３】
（２）溝７０，９２は、デフケース６１の回転に伴ってオイルに浸かる前端部７１と、デフケース６１の回転方向について前端部７１より後方に配置される後端部７３と、前端部７１から後端部７３へとデフケース６１の回転軸Ｏに次第に近づくように延在してオイルを誘導する誘導部７２と、を有する（図１〜図９）。
【００４４】
これにより差動装置６０では、溝７０，９２が掻き上げたオイルが誘導部７２に沿って回転径方向内側（回転軸Ｏに近づく方向）に移動することで、オイルに働く遠心力が小さくなり、オイルが重力によって差動機構６へ供給される回転速度域が高速側に拡がる。
【００４５】
（３）溝７０は、回転軸Ｏに対して直交する面上に開口部７７を有する（図１〜図８）。これにより差動装置６０の製造時において、デフケース６１を鋳造する際には、溝７０を成形する鋳型を回転軸Ｏ方向に抜き取ることが可能となる。よってデフケース６１の鋳造工程が複雑になることが避けられ、差動装置６０は製品のコストアップが抑えられる。
【００４６】
（４）デフケース６１は、溝７０の外周に沿って軸方向に突出するリブ８１を有する（図７）。これにより溝７０を流れるオイルの流路幅がリブ８１によって拡大し、溝７０によって差動機構６に誘導されるオイル量を増やすことができる。
【００４７】
（５）差動装置６０は、溝７０の開口部７７を部分的に塞ぐ蓋８５を備える（図８）。これによりオイルが溝７０の外へと流出することが蓋８５によって止められ、溝７０によって差動機構６に誘導されるオイル量を増やすことができる。
【００４８】
（６）溝９２は、回転軸Ｏに対向する開口部９３を有する（図９）。これにより溝９２に入ったオイルが遠心力によって溝９２の外に流出することが抑えられ、溝９２によって差動機構６に誘導されるオイル量を増やすことができる。
【００４９】
（７）差動装置６０は、デフケース６１に溝７０，９２が形成される（図１〜図９）。これにより差動装置６０は、デフケース６１の形状を変えることで実現されるため、部品点数を増やすことなく、装置の大型化が避けられる。
【００５０】
なお、上記実施形態では、デフケース６１に溝７０，９２が形成されるようにしたが、デフケース６１とは別の部材（回転体）に溝７０，９２が形成される構成としてもよい。
【００５１】
（８）差動装置６０は、オイルを溝７０からデフケース６１の内部に導く導入部７９を有する（図６）。これにより溝７０の後端部７３に誘導されたオイルが導入部７９を通じてデフケース６１の内部に流入することで、溝７０および導入部７９によって差動機構６に誘導されるオイル量を増やすことができる。
【００５２】
以上では、差動装置６０を車両の動力伝達装置１００に適用する例を示したが、本発明の差動装置は、車両以外に使用される装置にも適用できる。
【００５３】
以上の説明はあくまでも一例であり、本発明の特徴を損なわない限り、上述した実施形態および変形例により本発明が限定されるものではない。上記実施形態と変形例の１つまたは複数を任意に組み合わせることも可能であり、変形例どうしを組み合わせることも可能である。
【符号の説明】
【００５４】
６  差動機構、６０  差動装置、６１  デフケース（回転体）、６６  端壁部、７０  溝、７１  前端部、７２  誘導部、７３  後端部、７４  内周面、７５  外周面、７９  導入部、８１  リブ、８５  蓋、９１  内周壁部、９２  溝
【図１】
2019152243.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
2019152243.tif 000006
【図５】
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【図６Ａ】
2019152243.tif 000008
【図６Ｂ】
2019152243.tif 000009
【図７】
2019152243.tif 000010
【図８】
2019152243.tif 000011
【図９】
2019152243.tif 000012