(57)【要約】【課題】貯留潤滑油量を増大させることなしに、ディファレンシャルギヤとして機能することになるメートギヤやサイドギヤの背面部での潤滑性向上を図った潤滑構造を提供する。【解決手段】ピニオンメートギヤ１２およびサイドギヤ１３のそれぞれに、その歯面１２ａ，１３ａまたは歯底面１２ｂ，１３ｂから背面側に貫通する油穴１８または１９を形成する。油穴１８または１９にて供給される潤滑油をもって該当するピニオンメートギヤ１２やサイドギヤ１３の背面部とディファレンシャルケース１０との摺動部を積極的に潤滑する。【選択図】図４
2008075744.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一対のメートギヤとそれらに噛み合う一対のサイドギヤとが収容されたディファレンシャルケースにドリブンギヤが固定されたディファレンシャル装置のほか、上記ドリブンギヤに噛み合うドライブギヤを有するドライブシャフトがそれぞれ軸受支持されているキャリア内に潤滑油を貯留し、上記ドリブンギヤおよびドライブギヤの噛み合い回転に伴う掻き上げ作用によって潤滑油を循環させて少なくともディファレンシャルケース内を潤滑するようにしたファイナルドライブの潤滑方法であって、
上記メートギヤおよびサイドギヤのうち少なくともいずれか一つのギヤに、その歯面または歯底面から背面部側に貫通する油穴を形成し、
その油穴にて供給される潤滑油をもって該当するギヤの背面部とディファレンシャルケースとの摺動部を潤滑することを特徴とするファイナルドライブの潤滑方法。
【請求項２】
一対のメートギヤとそれらに噛み合う一対のサイドギヤとが収容されたディファレンシャルケースにドリブンギヤが固定されたディファレンシャル装置のほか、上記ドリブンギヤに噛み合うドライブギヤを有するドライブシャフトがそれぞれ軸受支持されているキャリア内に潤滑油を貯留し、上記ドリブンギヤおよびドライブギヤの噛み合い回転に伴う掻き上げ作用によって潤滑油を循環させて少なくともディファレンシャルケース内を潤滑するようにしたファイナルドライブの潤滑構造であって、
上記メートギヤおよびサイドギヤのうち少なくともいずれか一つのギヤに、その歯面または歯底面から背面部側に貫通する油穴を形成したことを特徴とするファイナルドライブの潤滑構造。
【請求項３】
上記油穴は、歯面または歯底面の小端部側から該当するギヤの背面部のうちディファレンシャルケースとの摺動にあずかる部分に向けて形成してあることを特徴とする請求項２に記載のファイナルドライブの潤滑構造。
【請求項４】
上記メートギヤおよびサイドギヤのそれぞれに油穴を形成してあり、
同種のギヤ同士または異種のギヤ同士で油穴の数を互いに異ならせてあることを特徴とする請求項２または３に記載のファイナルドライブの潤滑構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車の駆動系におけるファイナルドライブの潤滑方法および潤滑構造に関し、特にリングギヤ等のドリブンギヤを有するディファレンシャル装置（差動装置）および上記ドリブンギヤに噛み合うドライブギヤ付きのドライブシャフトをそれぞれ支持しているキャリア（ハウジングとも言う）内に潤滑油を貯留し、その潤滑油をドリブンギヤ等にて掻き上げることで少なくともディファレンシャル装置の内部を強制潤滑するようにしたファイナルドライブの潤滑方法および潤滑構造に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
この種のファイナルドライブの潤滑技術としては、例えば特許文献１に記載のように、ドリブンギヤとしてのリングギヤが固定されたディファレンシャル装置のほか上記リングギヤに噛み合うハイポイドピ二オンギヤ等のドライブピ二オンギヤ付きのドライブピ二オンシャフトをそれぞれ軸受支持しているキャリア内に潤滑油を貯留し、上記リングギヤ等の回転によって潤滑油をキャリア内部の上部空間にまで一旦掻き上げて循環させることを基本とし、もってキャリア内部のベアリングのほかディファレンシャル装置の内部を潤滑するようにしている。
【０００３】
なお、ディファレンシャル装置は、ディファレンシャルギヤとして機能する一対のメートギヤとそれらに噛み合う同じく一対のサイドギヤとが収容されたディファレンシャルケースにドリブンギヤとして機能することになる例えばリングギヤが固定された周知の構造のものである。
【０００４】
ここで、ディファレンシャル装置の内部の潤滑に着目した場合、ディファレンシャルケースの一部は潤滑油に浸っており、そのディファレンシャルケースに固定されたリングギヤが潤滑油を掻き上げることから、掻き上げた潤滑油がディファレンシャルケースの上部からケース内部に伝わり、メートギヤとサイドギヤの噛み合い部を潤滑しているとともに、メートギヤやサイドギヤの背面部にもディファレンシャルケースとの隙間から潤滑油が浸入して、両者の摺動部を潤滑している。
【特許文献１】実開平５−１２８２９号公報
【特許文献２】実開平５−１９７１９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記のようなＦＲタイプ車用のファイナルドライブにおいて、例えば車両旋回時等のように双方のサイドギヤ同士の間に回転差が生じてメートギヤとサイドギヤとが噛み合い回転を起こすと、両者の噛み合い反力によりそれぞれのギヤは背面方向に押しやられ、その結果、ディファレンシャルケースとの摺動部でいわゆる潤滑油切れが発生して潤滑不足気味の傾向となる。
【０００６】
その対策として、キャリア内の貯留されている潤滑油量を増やすことが行われているが、潤滑油量の増大に伴い潤滑油掻き上げ抵抗が増大して、いわゆるフリクションロスの要因となり、ひいては動力伝達効率の低下とともに車両の燃費が悪化することとなって好ましくない。
【０００７】
また、ディファレンシャルケースとメートギヤあるいはサイドギヤの背面部との間に油穴の開いたシムプレートを介装することもあり、その場合には潤滑性向上のためにそのシムプレートに表面処理を施すことも行われるが、表面処理コストが高価であり、全体のコストアップが余儀なくされるほか、安定した潤滑性向上効果を長期にわたって期待することは難しい。
【０００８】
その一方、上記メートギヤあるいはサイドギヤに類する高速傘歯車の潤滑技術として、例えば特許文献２に記載のように傘歯車外端部に貫通孔を形成したものが提案されているが、かかる技術では傘歯車自体が中空状のものであることを前提としており、先に述べたようなファイナルドライブの歯車要素としては適用することができない。
【０００９】
本発明はこのような課題に着目してなされたものであり、特に潤滑油量を増大させることなしに、ディファレンシャルギヤとして機能することになるメートギヤやサイドギヤの背面部での潤滑性向上を図った潤滑方法と潤滑構造を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
請求項１に記載の発明は、一対のメートギヤとそれらに噛み合う一対のサイドギヤとが収容されたディファレンシャルケースにドリブンギヤが固定されたディファレンシャル装置のほか、上記ドリブンギヤに噛み合うドライブギヤを有するドライブシャフトがそれぞれ軸受支持されているキャリア内に潤滑油を貯留し、上記ドリブンギヤおよびドライブギヤの噛み合い回転に伴う掻き上げ作用によって潤滑油を循環させて少なくともディファレンシャルケース内を潤滑するようにしたファイナルドライブの潤滑方法であって、上記メートギヤおよびサイドギヤのうち少なくともいずれか一つのギヤに、その歯面または歯底面から背面部側に貫通する油穴を形成し、その油穴にて供給される潤滑油をもって該当するギヤの背面部とディファレンシャルケースとの摺動部を潤滑することを特徴とする。
【００１１】
また、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の技術をファイナルドライブの潤滑構造として捉えたものであって、上記メートギヤおよびサイドギヤのうち少なくともいずれか一つのギヤに、その歯面または歯底面から背面部側に貫通する油穴を形成したことを特徴とする。
【００１２】
より具体的には、請求項３に記載のように、上記油穴は、歯面または歯底面の小端部側から該当するギヤの背面部のうちディファレンシャルケースとの摺動にあずかる部分に向けて形成してあるものとする。
【００１３】
これらの場合において、潤滑不足を起こしやすい方のギヤにより多くの潤滑油を供給するためには、請求項４に記載のように、上記メートギヤおよびサイドギヤのそれぞれに油穴を形成してあり、同種のギヤ同士または異種のギヤ同士で油穴の数を互いに異ならせてあることが望ましい。
【００１４】
したがって、少なくとも請求項１に記載の発明では、メートギヤとサイドギヤとの噛み合い回転中において、メートギヤとサイドギヤの歯面同士の間に噛み込んだ潤滑油がそれらの噛み合い圧力により歯底面側へと押し出される。その際に、該当するギヤの歯面あるいは歯底面には油穴の一端開口部が臨んでいるので、ギヤ同士に噛み合い圧力により潤滑油が油穴側へと押し込まれて、油穴の他端からメートギヤやサイドギヤの背面部側から吐出される。これにより、メートギヤやサイドギヤの背面部とディファレンシャルケースとの摺動部を潤滑油にて積極的に潤滑することが可能となる。その結果として、とかく潤滑不足となりやすいメートギヤやサイドギヤの背面部とディファレンシャルケースとの摺動部での焼き付き等を未然に防止できるようになる。
【発明の効果】
【００１５】
請求項１，２に記載の発明によれば、メートギヤやサイドギヤの背面部とディファレンシャルケースとの摺動部を積極的に油潤滑することが可能となり、とかく潤滑不足となりやすいメートギヤやサイドギヤの背面部とディファレンシャルケースとの摺動部での焼き付き等を未然に防止できる効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
図１〜４は本発明に係るファイナルドライブの潤滑構造のより具体的な実施の形態を示す図であり、ＦＲタイプ車用のファイナルドライブの例を示している。そして、特に図１はファイナルドライブ１の断面説明図を、図２は図１の左側面説明図を、図３は図１のａ−ａ線に沿う断面説明図をそれぞれ示している。
【００１７】
図１〜３に示すように、ファイナルドライブ１の母体をなすキャリア（ハウジング）２内には、ドライブピニオンギヤ（ドライブギヤとして機能するハイポイドピニオンギヤ）３と一体のドライブピニオンシャフト４をフロントベアリング５およびリアベアリング６を介して回転可能に支持させてあるとともに、そのドライブピニオンギヤ３に噛み合うリングギヤ（ドリブンギヤとして機能するハイポイドリングギヤ）７を外周に有するディファレンシャル装置（差動装置）８を一対のサイドベアリング９を介して回転可能に支持させてある。なお、キャリア２はキャリア本体２Ａとリアカバー２Ｂとで構成してあり、両者を図示しないボルト等にて結合してある。
【００１８】
ディファレンシャル装置８は、周知のようにディファレンシャルケース１０の内部に、ピニオンメートシャフト１１を共有する一対のピニオンメートギヤ１２と、それらのピニオンメートギヤ１２に噛み合う同じく一対のサイドギヤ１３とを回転可能に収容配置したものであり、各サイドギヤ１３はアクスルシャフト１４に連結してある。ここでは、各サイドギヤ１３を例えば１４枚歯、各ピニオンメートギヤ１２を１０枚歯としてある。なお、ピニオンメートギヤ１２はディファレンシャルケース１０とともに公転可能であるとともに、ピニオンメートギヤ１２自体の軸心まわりにも自転できる構造となっている。そして、ディファレンシャルケース１０にボルト１５にてリングギヤ７を固定してある。
【００１９】
ここで、ドライブピニオンシャフト４とリングギヤ７との関係に着目した場合に、ドライブピニオンシャフト４は図１から明らかなようにリングギヤ７の軸心（回転中心）に対して所定量だけ下方にオフセットしている。これにより、ドライブピニオンギヤ３とリングギヤ７との噛み合い部はリングギヤ７の軸心よりも下方に位置している一方、キャリア２内にはドライブピニオンギヤ３とリングギヤ７との噛み合い部が浸漬する程度のレベルまで所定の潤滑油を貯留してある。
【００２０】
なお、図１から明らかなように、キャリア本体２Ａの一部には、後述するように矢印Ｂ３方向から流れたきた潤滑油をドライブピニオンシャフト４のほかびフロントベアリング５およびリアベアリング６側に積極的に導入するために開口２０を形成してある。
【００２１】
図４は図２，３に示したディファレンシャル装置８の詳細を示しており、ディファレンシャルケース１０の内周面と各ピニオンメートギヤ１２およびサイドギヤ１３の背面部との間には、それらの背面部潤滑のためにシムプレート１６または１７を介装してあるとともに、各ピニオンメートギヤ１２およびサイドギヤ１３には各ギヤ自体を略歯たけ方向に貫通する油穴１８または１９を形成してある。
【００２２】
すなわち、各ピニオンメートギヤ１２およびサイドギヤ１３には、それぞれの噛み合いにあずかる部分である歯面１２ａ，１３ａまたは歯底面１２ｂ，１３ｂからギヤ自体の背面部側に貫通する複数の油穴１８または１９を個別に形成してある。こららの油穴１８，１９は各ギヤ１２，１３の円周方向で等ピッチの配置とし、その油穴１８，１９の数は任意に設定可能であり、例えばピニオンメートギヤ１２とサイドギヤ１３とを比較した場合にいずれか一方のギヤ１２または１３が他方よりも焼き付きを起こしやすい傾向にある場合には、その焼き付きを起こしやすい方のギヤの油穴１８または１９の数を多くすることが望ましい。一般的にはピニオンメートギヤ１２よりもサイドギヤ１３の方が焼き付きを起こしやすい傾向にあることから、例えばサイドギヤ１３には全ての歯底面１３ｂに油穴１９を形成する一方、ピニオンメートギヤ１２については一つおきの歯底面１２ｂに油穴１８を形成するものとする。ここで、各油穴１８，１９のうち歯底面１２ｂ，１３ｂ側の開口部は歯幅方向の小端部側に形成するのが望ましい。その理由は、ディファレンシャル装置８におけるピニオンメートギヤ１２とサイドギヤ１３との噛み合いは、回転中の遠心力のために歯幅方向大端部側で噛み合う傾向にあることから、各油穴１８，１９における歯底面１２ｂ，１３ｂ側の開口部を歯幅方向小端部側に設定しておけば、各ギヤ１２，１３における噛み合い時の強度低下を招くことがないからである。
【００２３】
したがって、このようなファイナルドライブ１の潤滑構造によれば、周知のようにドライブピニオンシャフト３を入力側として回転駆動すると、ディファレンシャル装置８での差動を伴うか伴わないかにかかわらず双方のアクスルシャフト１４が回転駆動されることになる。その際に、貯留した潤滑油に浸漬しているドライブピニオンギヤ３およびリングギヤ７が潤滑油を上方に掻き上げて循環させることにより、両者の噛み合い部だけでなくキャリア２内のベアリング５，６，９等やディファレンシャル装置８の内部の各部を潤滑することになる。
【００２４】
より詳しくは、図１および図２に示すように、ドライブピニオンギヤ３に噛み合いながら回転しているリングギヤ７はその歯部にてキャリア２の底部に貯留されている潤滑油を矢印Ｂ１，Ｂ２で示すように掻き上げることから、キャリア２内の上部空間に到達した潤滑油は遠心力のために矢印Ｂ３で示すようにドライブピニオンシャフト３の方向を指向するようなるとともに、最終的には矢印Ｂ４，Ｂ５で示すように循環して、主としてそのドライブピニオンシャフト３を支持しているフロントベアリング５およびリアベアリング６を潤滑することになる。
【００２５】
同時に、ドライブピニオンギヤ３もまた潤滑油を矢印Ｂ６で示すように掻き上げることから、矢印Ｂ３方向を指向を指向する潤滑油と合流して、上記のように主としてフロントベアリング５およびリアベアリング６を潤滑することになる。
【００２６】
その一方、リングギヤ７が掻き上げた潤滑油の一部がキャリア２の内壁面２ａに衝突することで一部の潤滑油の循環方向が強制的に変更せしめられることになる。キャリア２の内壁面２ａに衝突した潤滑油は、矢印Ｃ１で示すようにそのままほぼ真下を指向するようになり、その結果として、リングギヤ７やドライブピニオンギヤ３との噛み合い部のほか、ディファレンシャルケース１０の内部や、そのディファレンシャルケース１０を支持しているサイドベアリング９を積極的且つ十分に潤滑することになる。
【００２７】
このような潤滑過程において、ピニオンメートギヤ１２とサイドギヤ１３との噛み合い部に着目した場合、ピニオンメートギヤ１２は車両走行時のディファレンシャルケース１０の回転に伴う遠心力のほかサイドギヤ１３との噛み合い反力のために、矢印Ｑ１で示すように外側ひいてはディファレンシャルケース１０の内壁面に押し付けられる一方、サイドギヤ１３はピニオンメートギヤ１２との噛み合い反力や車両旋回時の遠心力のために、同様に矢印Ｑ２で示すように外側ひいてはディファレンシャルケース１０の内壁面に押し付けられる傾向になる。
【００２８】
このような状態で双方のサイドギヤ１３，１３間で差動が始まると、サイドギヤ１３とピニオンメートギヤ１２とが噛み合い回転することから、図４の（Ｂ）に示すようにその噛み合い時の歯面１２ａ，１３ａを潤滑している油には噛み合い圧力が加わり、その圧力のために潤滑油Ｆは各ギヤ１２，１３の歯底面１２ｂ，１３ｂ側に押しやられ、さらには歯底面１２ｂ，１３ｂに開口している油穴１８，１９へと押し込まれる。そして、油穴１８，１９に押し込まれた潤滑油Ｆは各ギヤ１２，１３の背面部側から吐出されるとともに、特に各ギヤ１２，１３の回転に伴う遠心力のために確実に各ギヤ１２，１３の背面部側へと供給されて、各ギヤ１２，１３とディファレンシャルケース１０の内壁面との摺動部やシムプレート１６，１７との摺動部を積極的に且つ満遍なく潤滑することが可能となる。その結果として、従来のような各ギヤ１２，１３の背面部側での潤滑油切れあるいは潤滑不足による焼き付きを未然に防止することができるようになる。
【００２９】
また、上記のように積極的な潤滑油の供給によって各ギヤ１２，１３の背面部側を十分に潤滑することができるために、各ギヤ１２，１３とディファレンシャルケース１０の内壁面との間に介装されているシムプレート１６，１７に潤滑のために表面処理を施す必要もなくなる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明に係るファイナルドライブの潤滑構造のより具体的な実施の形態を示す断面説明図。
【図２】図１の左側面説明図。
【図３】図１のａ−ａ線に沿う断面説明図。
【図４】（Ａ）は図２，３に示すディファレンシャル装置の拡大断面説明図、（Ｂ）は同図（Ａ）におけるピニオンメートギヤとサイドギヤとの噛み合い部での拡大断面説明図。
【符号の説明】
【００３１】
１…ファイナルドライブ
２…キャリア
３…ドライブピニオンギヤ（ドライブギヤ）
４…ドライブピニオンシャフト（ドライブシャフト）
７…リングギヤ（ドリブンギヤ）
８…ディファレンシャル装置
１０…ディファレンシャルケース
１１…ピニオンメートシャフト
１２…ピニオンメートギヤ（メートギヤ）
１２ａ…歯面
１２ｂ…歯底面
１３…サイドギヤ
１３ａ…歯面
１３ｂ…歯底面
１６，１７…シムプレート
１８，１９…油穴
Ｆ…潤滑油
【図１】
2008075744.tif 000003
【図２】
2008075744.tif 000004
【図３】
2008075744.tif 000005
【図４】
2008075744.tif 000006