(57)【要約】【課題】ケースの高速回転時においてピニオンギヤとピニオンシャフトとの摺動部への潤滑油の供給量を増加できる差動装置を提供する。【解決手段】回転可能なケース２に収容される一対のサイドギヤ５と、３個のピニオンギヤ９と、ピニオンギヤ９を回転可能に支持するピニオンシャフト１０と、ピニオンギヤ９およびピニオンシャフト１０の摺動部１１と、ピニオンシャフト１０を支持する支持部１２と、ケース２の内外を連通してケース２の外部からケース２の内部に潤滑油１８を供給可能にする開口部１３とを備えた差動装置１において、ピニオンギヤ９とピニオンシャフト１０との少なくとも一方に、摺動部１１の隙間のケース２の回転軸Ｃ側に連続するとともに、ケース２の回転軸Ｃ側を向いて開口する空間からなり、潤滑油１８を収容可能な潤滑油貯留部２３を備えることを特徴とする。【選択図】図１
2012145206.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転軸を中心に回転可能なケースと、前記ケースに同軸で固定されるとともに少なくとも一部が潤滑油に浸漬し回転により前記潤滑油を掻き揚げるハイポイドギヤからなるリングギヤと、前記リングギヤに噛合するハイポイドピニオンからなるドライブピニオンと、前記ケースに収容されるとともに前記リングギヤと同軸で前記ケースに回転可能に支持されるかさ歯車からなる第１のサイドギヤと、前記第１のサイドギヤに連結されて一体回転する第１のドライブシャフトと、前記ケースに収容されるとともに前記第１のサイドギヤに同軸で対向して前記ケースに回転可能に支持されるかさ歯車からなる第２のサイドギヤと、前記第２のサイドギヤに連結されて一体回転する第２のドライブシャフトと、前記ケースに収容されるとともに前記第１のサイドギヤおよび前記第２のサイドギヤに噛合するかさ歯車からなり、回転軸に沿って中心部を貫通する支持孔を有する２個以上のピニオンギヤと、前記ピニオンギヤの前記支持孔に嵌合して前記ピニオンギヤを回転可能に支持するピニオンシャフトと、前記ピニオンギヤの前記支持孔の内周面と前記ピニオンシャフトの外周面との対向する隙間からなる摺動部と、前記ケースに形成されるとともに前記ピニオンシャフトを支持する支持部と、前記支持部同士の間に形成されるとともに前記ケースの内外を連通して前記ケースの外部から前記ケースの内部に前記潤滑油を供給可能にする開口部とを備えた差動装置において、
前記ピニオンギヤと前記ピニオンシャフトとの少なくとも一方に、前記摺動部の前記隙間の前記ケースの前記回転軸側に連続するとともに、前記ケースの前記回転軸側を向いて開口する空間からなり、前記潤滑油を収容可能な潤滑油貯留部を備えることを特徴とする差動装置。
【請求項２】
前記潤滑油貯留部は、前記支持孔の内周面の前記ケースの回転軸側の周縁から前記ピニオンギヤの前記ケースの回転軸側の端面まで連続する周壁により囲まれることを特徴とする請求項１に記載の差動装置。
【請求項３】
前記ピニオンシャフトは前記支持部に対して回転しないように固定され、前記ピニオンシャフトの前記ケースの回転軸側の端面は、前記ピニオンギヤの前記ケースの回転軸側の端面に対して同一面上に位置するか、または前記ケースの外周側に位置するとともに、
前記潤滑油貯留部は、前記ピニオンシャフトの外周面の前記ケースの回転軸側の周縁から前記ピニオンシャフトの前記ケースの回転軸側の端面まで連続する周壁により囲まれることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の差動装置。
【請求項４】
前記周壁は、前記ピニオンギヤの回転軸に対して傾斜した平面状であることを特徴とする請求項２または請求項３に記載の差動装置。
【請求項５】
前記ピニオンシャフトの外周部には、潤滑油を軸方向に流通可能な潤滑油溝を備えていることを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか１の請求項に記載の差動装置。
【請求項６】
前記ピニオンギヤは、前記第１のサイドギヤおよび前記第２のサイドギヤの回転軸を中心に１２０度ごとに３個設けられることを特徴とする請求項１ないし請求項５のいずれか１の請求項に記載の差動装置。
【請求項７】
前記ピニオンギヤは、前記第１のサイドギヤおよび前記第２のサイドギヤの回転軸を中心に１８０度ごとに２個設けられることを特徴とする請求項１ないし請求項５のいずれか１の請求項に記載の差動装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車などの車両に用いられる差動装置に関し、特に、ケースの高速回転時においてピニオンギヤとピニオンシャフトとの摺動部への潤滑油の供給量を増加できるようにした差動装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車などの車両には、内燃機関（以下、単にエンジンと呼ぶ）の出力を駆動車輪に伝達する動力伝達系の一部として差動装置が搭載されている。この差動装置は、変速機から左右の駆動車輪に動力を伝達するとともに、これら駆動車輪の回転速度に偏差が生じた場合には、ピニオンギヤが回転することによって一対のサイドギヤを相対回転させて左右の駆動車輪の差動回転を許容するものである。
【０００３】
図９に示すように、この種の差動装置１００は、回転可能なケース１０１と、ケース１０１のフランジ１０２に固定されるハイポイドギヤからなるリングギヤ１０３と、リングギヤ１０３に噛合するハイポイドピニオンからなるドライブピニオン１０４と、ケース１０１に収容されてケース１０１とは独立して回転可能な一対のかさ歯車からなるサイドギヤ１０５と、サイドギヤ１０５と一体回転するドライブシャフト１０６と、サイドギヤ１０５に噛合する一対のかさ歯車からなるピニオンギヤ１０７と、２つのピニオンギヤ１０７を回転可能に支持するピニオンシャフト１０８と、ケース１０２に形成されるとともにピニオンシャフト１０８を支持する一対の支持部１０９と、ピニオンシャフト１０８を貫通して支持部１０９に固定する固定ピン１１０と、支持部１０９同士の間に形成されるとともにケース１０１の内外の空間を連通する開口部１１１とを備えている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
ピニオンギヤ１０７は、ケース１０１の回転軸Ｃ側の面である上面１０７ａが平面状になるように形成されている。そして、ピニオンギヤ１０７の上面１０７ａから底面１０７ｂまで、回転軸に沿って中心部を貫通する係合孔１０７ｃが形成されている。係合孔１０７ｃの上面１０７ａ側および底面１０７ｂ側の周縁部には、必要最小限の面取りが施されている。ピニオンギヤ１０７は、係合孔１０７ｃをピニオンシャフト１０８に嵌合することにより回転可能に支持されている。
【０００５】
ところで、この種の差動装置１００のケース１０１の内部への潤滑油の供給経路において、従来、潤滑油の供給量が最も多いと考えられていた経路は、リングギヤ１０３の回転によりリングギヤ１０３の上部まで掻き揚げられた潤滑油が、上方に開口した開口部１１１の上方から流れ落ちて開口部１１１を通過してケース１０１の内部に供給されるという経路であった。
【０００６】
これに対し、本願発明者が鋭意研究を重ねた結果、リングギヤ１０３で掻き揚げられた潤滑油が、リングギヤ１０３に噛合するドライブピニオン１０４によりケース１０１の中心側に飛ばされて（図９中、白抜き矢印で示す。）、開口部１１１を通過してケース１０１の内部に側方から供給されるという経路の方が供給量の多いことが判明した。潤滑油がリングギヤ１０３とドライブピニオン１０４との噛合部から側方に飛ばされる理由は、リングギヤ１０３とドライブピニオン１０４との噛合部では、リングギヤ１０３とドライブピニオン１０４との歯面同士の接近と滑りにより、潤滑油をリングギヤ１０３の中心側に押し出そうとするポンプ効果が生じるからであると推測された。
【０００７】
このため、上述した差動装置１００によれば、リングギヤ１０３で掻き揚げられた潤滑油が、リングギヤ１０３に噛合するドライブピニオン１０４によりケース１０１の中心側に飛ばされて開口部１１１を通過し、一部はピニオンシャフト１０８に、一部はピニオンギヤ１０７に供給される。そして、このピニオンシャフト１０８に供給された潤滑油が、ケース１０１の回転の遠心力によりピニオンシャフト１０８の表面上を両端側に流れて行きピニオンギヤ１０７に直接供給された潤滑油と合流し、ピニオンギヤ１０７の係合孔１０７ｃの上面１０７ａ側の周縁部からピニオンシャフト１０８と係合孔１０７ｃとの間に毛細管現象および遠心力によって入り込む。これにより、潤滑油がピニオンギヤ１０７とピニオンシャフト１０８との摺動部１１２に供給され、この摺動部１１２の摩擦抵抗が潤滑油により低減される。
【０００８】
ここで、ケース１０１の低速回転時には、リングギヤ１０３での遠心力が小さく、リングギヤ１０３に比較的多くの潤滑油が付着しているため、ピニオンシャフト１０８への潤滑油の供給量は多い。このため、ピニオンシャフト１０８を伝わってピニオンギヤ１０７の上面１０７ａに供給された潤滑油は、全量は摺動部１１２に入り込むことができず、一部は上面１０７ａの周囲からピニオンギヤ１０７の歯面に流れる。一方、ケース１０１の高速回転時には、リングギヤ１０３から多くの潤滑油が遠心力で周囲に飛ばされてしまうため、ピニオンギヤ１０７への潤滑油の供給量は少なくなる。
【０００９】
また、近年では、上述したような１本のピニオンシャフト１０８に２つのピニオンギヤ１０７を設けた構造では無く、２本あるいは３本の短いピニオンシャフト１１３のそれぞれに１つずつのピニオンギヤ１０７を設けた構造の差動装置１００が普及しつつある。このような差動装置１００によれば、リングギヤ１０３で掻き揚げられた潤滑油が、リングギヤ１０３に噛合するドライブピニオン１０４によりケース１０１の中心側に飛ばされて開口部１１１を通過し、一部はピニオンギヤ１０７の上面１０７ａに供給される。
【００１０】
そして、このピニオンギヤ１０７の上面１０７ａに供給された潤滑油が、係合孔１０７ｃの上面１０７ａ側の周縁部からピニオンシャフト１１３と係合孔１０７ｃとの間に毛細管現象および遠心力によって入り込む。これにより、潤滑油がピニオンギヤ１０７とピニオンシャフト１１３との摺動部１１２に供給され、この摺動部１１２の摩擦抵抗が潤滑油により低減される。
【００１１】
この場合も、ケース１０１の低速回転時には、リングギヤ１０３に比較的多くの潤滑油が付着しているため、ピニオンギヤ１０７の上面１０７ａへの潤滑油の供給量は多い。このため、ピニオンギヤ１０７の上面１０７ａに供給された潤滑油は、全量は摺動部１１２に入り込むことができず、一部は上面１０７ａの周囲からピニオンギヤ１０７の歯面に流れる。一方、ケース１０１の高速回転時には、リングギヤ１０３から多くの潤滑油が遠心力で周囲に飛ばされてしまうため、ピニオンギヤ１０７への潤滑油の供給量は少なくなる。
【００１２】
このような状況を鑑み、本願発明者は、ケース１０１の低速回転時にピニオンギヤ１０７の上面１０７ａに多量に供給されて摺動部１１２に入り込めなかった潤滑油に着目し、この潤滑油を低速回転時に一時的に保持しておき、ケース１０１の高速回転により摺動部１１２への潤滑油の供給量が減った時に、低速回転時に保持しておいた潤滑油を摺動部１１２に供給するという機構を発想するに至った。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１３】
【特許文献１】特開２０１０−３８２２３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
しかしながら、上述のような差動装置１００の構成にあっては、ピニオンギヤ１０７の係合孔１０７ｃの上面１０７ａ側の周縁部には必要最小限の面取りが施されているだけなので、ピニオンギヤ１０７の上面１０７ａでは潤滑油は保持されない。このため、ケース１０１が高速回転してケース１０１の内部への潤滑油の供給量が減少しても、潤滑油を補充することはできず、ピニオンギヤ１０７の上面１０７ａへの潤滑油の供給量が減少してしまい、摺動部１１２に十分な量の潤滑油が供給されない虞があるという問題があった。摺動部１１２の潤滑油が少ない状態で差動装置１００を長時間稼働させると、場合によっては摺動部１１２に焼き付きを起こす虞があるという問題があった。
【００１５】
本発明は、上述のような従来の問題を解決するためになされたもので、特にケースの高速回転時においてピニオンギヤとピニオンシャフトとの摺動部への潤滑油の供給量を増加できる差動装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
本発明に係る差動装置は、上記目的達成のため、（１）回転軸を中心に回転可能なケースと、前記ケースに同軸で固定されるとともに少なくとも一部が潤滑油に浸漬し回転により前記潤滑油を掻き揚げるハイポイドギヤからなるリングギヤと、前記リングギヤに噛合するハイポイドピニオンからなるドライブピニオンと、前記ケースに収容されるとともに前記リングギヤと同軸で前記ケースに回転可能に支持されるかさ歯車からなる第１のサイドギヤと、前記第１のサイドギヤに連結されて一体回転する第１のドライブシャフトと、前記ケースに収容されるとともに前記第１のサイドギヤに同軸で対向して前記ケースに回転可能に支持されるかさ歯車からなる第２のサイドギヤと、前記第２のサイドギヤに連結されて一体回転する第２のドライブシャフトと、前記ケースに収容されるとともに前記第１のサイドギヤおよび前記第２のサイドギヤに噛合するかさ歯車からなり、回転軸に沿って中心部を貫通する支持孔を有する２個以上のピニオンギヤと、前記ピニオンギヤの前記支持孔に嵌合して前記ピニオンギヤを回転可能に支持するピニオンシャフトと、前記ピニオンギヤの前記支持孔の内周面と前記ピニオンシャフトの外周面との対向する隙間からなる摺動部と、前記ケースに形成されるとともに前記ピニオンシャフトを支持する支持部と、前記支持部同士の間に形成されるとともに前記ケースの内外を連通して前記ケースの外部から前記ケースの内部に前記潤滑油を供給可能にする開口部とを備えた差動装置において、前記ピニオンギヤと前記ピニオンシャフトとの少なくとも一方に、前記摺動部の前記隙間の前記ケースの前記回転軸側に連続するとともに、前記ケースの前記回転軸側を向いて開口する空間からなり、前記潤滑油を収容可能な潤滑油貯留部を備えることを特徴とする。
【００１７】
この構成により、リングギヤが低速回転されると、リングギヤにより潤滑油が掻き揚げられて、潤滑油はケースの上方または側方からケースの内部に多量に供給される。ケースの内部に供給された潤滑油の一部は、ピニオンギヤに直接供給されるか、あるいはピニオンシャフトの表面を伝わって、ケースの回転軸側を向いて開口する空間からなる潤滑油貯留部に入り込む。潤滑油貯留部に入り込んだ潤滑油の一部は、ケースの回転による遠心力および表面張力により潤滑油貯留部に保持される。また、潤滑油貯留部の空間がピニオンギヤとピニオンシャフトとの間の摺動部の隙間に連続しているので、潤滑油貯留部に入り込んだ潤滑油の他の一部は、ケースの回転による遠心力および毛細管現象によりピニオンギヤとピニオンシャフトとの間の摺動部に入り込む。
【００１８】
そして、リングギヤが高速回転されると、リングギヤにより掻き揚げられた潤滑油は遠心力により周囲に飛ばされるので、ケースの外部からケースの内部に供給される潤滑油は減ってしまうが、潤滑油貯留部に保持された潤滑油がケースの回転による遠心力および毛細管現象によってピニオンギヤとピニオンシャフトとの間の摺動部に供給され続ける。これにより、リングギヤの高速回転時であってもピニオンギヤとピニオンシャフトとの間の摺動部に十分な量の潤滑油を供給できるようになり、ピニオンギヤとピニオンシャフトとの焼き付き防止への信頼性を向上することができる。
【００１９】
上記（１）に記載の差動装置においては、（２）前記潤滑油貯留部は、前記支持孔の内周面の前記ケースの回転軸側の周縁から前記ピニオンギヤの前記ケースの回転軸側の端面まで連続する周壁により囲まれることが好ましい。
【００２０】
この構成により、周壁をピニオンギヤに設けるので、周壁をピニオンシャフトに設ける場合に比べて径が大きくなることから、同じ幅の周壁であれば潤滑油貯留部の容積を大きく取ることができる。したがって、潤滑油貯留部に保持される潤滑油を増量することができる。
【００２１】
上記（１）または（２）に記載の差動装置においては、（３）前記ピニオンシャフトは前記支持部に対して回転しないように固定され、前記ピニオンシャフトの前記ケースの回転軸側の端面は、前記ピニオンギヤの前記ケースの回転軸側の端面に対して同一面上に位置するか、または前記ケースの外周側に位置するとともに、前記潤滑油貯留部は、前記ピニオンシャフトの外周面の前記ケースの回転軸側の周縁から前記ピニオンシャフトの前記ケースの回転軸側の端面まで連続する周壁により囲まれることが好ましい。
【００２２】
この構成により、ピニオンシャフトはピニオンギヤの回転時であっても支持部に対して回転しないので、潤滑油貯留部に保持された潤滑油がピニオンギヤの回転による遠心力で周囲に飛ばされてしまうことを抑制でき、潤滑油貯留部の潤滑油保持力を向上できる。
【００２３】
上記（２）または（３）に記載の差動装置においては、（４）前記周壁は、前記ピニオンギヤの回転軸に対して傾斜した平面状であることが好ましい。この構成により、潤滑油貯留部に保持された潤滑油にケースの回転による遠心力が与えられると、潤滑油が傾斜した平面状の周壁によってピニオンギヤとピニオンシャフトとの間の摺動部のケースの回転軸側に案内され、さらに遠心力と毛細管現象によりピニオンギヤとピニオンシャフトとの間の摺動部に供給される。したがって、潤滑油貯留部に保持された潤滑油が、ピニオンギヤとピニオンシャフトとの間の摺動部に円滑に供給されるようになる。
【００２４】
上記（１）から（４）に記載の差動装置においては、（５）前記ピニオンシャフトの外周部には、潤滑油を軸方向に流通可能な潤滑油溝を備えていることが好ましい。この構成により、潤滑油貯留部からピニオンギヤとピニオンシャフトとの間の摺動部に供給された潤滑油は、潤滑油溝に案内されてケースの外周側に流通する。これにより、潤滑油溝が無い場合に比べてより多くの潤滑油がピニオンギヤとピニオンシャフトとの間の摺動部を流れるようになるので、ピニオンギヤとピニオンシャフトとの焼き付き防止への信頼性を向上することができる。
【００２５】
上記（１）から（５）に記載の差動装置においては、（６）前記ピニオンギヤは、前記第１のサイドギヤおよび前記第２のサイドギヤの回転軸を中心に１２０度ごとに３個設けられることが好ましい。この構成により、第１のサイドギヤおよび第２のサイドギヤの回転軸を挟んでピニオンギヤと開口部とが対向するようになるので、ドライブピニオンからケースの中心側に飛ばされた潤滑油は、開口部からケースの内部に入り込むとその反対側に位置するピニオンギヤおよびピニオンシャフトに直接供給されるようになる。これにより、ピニオンギヤおよびピニオンシャフトに供給される潤滑油の流量を増加することができ、ピニオンギヤとピニオンシャフトとの焼き付き防止への信頼性を向上することができる。
【００２６】
ここで、ピニオンギヤが第１のサイドギヤおよび第２のサイドギヤの回転軸を中心に１８０度ごとに２個設けられている場合は、ドライブピニオンから飛ばされた潤滑油は、開口部からケースの内部に入り込んでもその反対側の開口部からケースの外部に飛び出してしまうことがある。そこで、本発明では、ピニオンギヤを第１のサイドギヤおよび第２のサイドギヤの回転軸を中心に１２０度ごとに３個設けることにより、ドライブピニオンから飛ばされて開口部より入り込んだ潤滑油が他の開口部から飛び出すことなくピニオンギヤに直接供給されるようにしている。
【００２７】
上記（１）から（５）に記載の差動装置においては、（７）前記ピニオンギヤは、前記第１のサイドギヤおよび前記第２のサイドギヤの回転軸を中心に１８０度ごとに２個設けられることが好ましい。この構成により、ピニオンギヤを３個設ける場合に比べて部品点数を少なくすることができるので、部品コストを低減することができる。
【発明の効果】
【００２８】
本発明によれば、ピニオンギヤとピニオンシャフトとの摺動部のケースの回転軸側に連続する潤滑油貯留部を備えているので、潤滑油貯留部に保持された潤滑油がピニオンギヤとピニオンシャフトとの摺動部に供給されることにより、ピニオンギヤとピニオンシャフトとの摺動部への潤滑油の供給量を増加できる差動装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明の実施の形態に係る差動装置を示す概略の横断面図である。
【図２】本発明の実施の形態に係る差動装置を示す図１のＩＩ−ＩＩ線で切断した概略の縦断面図である。
【図３】本発明の実施の形態に係る差動装置のリングギヤを外した状態を示す斜視図である。
【図４】本発明の実施の形態に係る差動装置のピニオンギヤおよびピニオンシャフトならびに長さを異ならせたピニオンシャフトの例を示す縦断面図であり、（ａ）は本発明の実施の形態に係る差動装置のピニオンギヤおよびピニオンシャフト、（ｂ）はピニオンシャフトのケースの回転軸側の端面がピニオンギヤのケースの回転軸側の端面と同一面上にある場合、（ｃ）はピニオンシャフトのケースの回転軸側の端面が、ピニオンギヤのケースの回転軸側の端面と支持孔のケースの回転軸側の周縁との間にある場合、（ｄ）はピニオンシャフトのケースの回転軸側の端面が支持孔のケースの回転軸側の周縁よりも凹んでいる場合をそれぞれ示す。
【図５】本発明の実施の形態に係る差動装置の潤滑油貯留部の周壁および他の形状の周壁の例を示す縦断面図であり、（ａ）は本発明の実施の形態に係る差動装置の潤滑油貯留部の周壁、（ｂ）は断面Ｌ字形状の周壁、（ｃ）は下方に突出した断面円弧形状の周壁、（ｄ）は上方に突出した断面円弧形状の周壁をそれぞれ示す。
【図６】本発明の実施の形態に係る差動装置のピニオンギヤおよび形状を異ならせたピニオンシャフトの例を示す縦断面図であり、（ａ）はピニオンシャフトの途中に断面斜線形状の周壁の潤滑油貯留部を有する場合、（ｂ）はピニオンシャフトのケースの回転軸側の端面がピニオンギヤのケースの回転軸側の端面と同一面上にあるとともにピニオンシャフトのケースの回転軸側の端面に断面斜線形状の周壁の潤滑油貯留部を有する場合、（ｃ）はピニオンシャフトのケースの回転軸側の端面がピニオンギヤのケースの回転軸側の端面より凹んでいるとともにピニオンシャフトのケースの回転軸側の端面に断面斜線形状の周壁の潤滑油貯留部を有する場合、（ｄ）はピニオンシャフトの途中に断面円弧形状の周壁の潤滑油貯留部を有する場合、（ｅ）はピニオンシャフトのケースの回転軸側の端面がピニオンギヤのケースの回転軸側の端面と同一面上にあるとともにピニオンシャフトのケースの回転軸側の端面に断面円弧形状の周壁の潤滑油貯留部を有する場合、（ｆ）はピニオンギヤおよびピニオンシャフトの両方に断面斜線形状の周壁の潤滑油貯留部を有する場合をそれぞれ示す。
【図７】本発明の実施の形態に係る差動装置のピニオンシャフトの外周部に設けられた異なる形状の潤滑油溝の例を示す縦断面図であり、（ａ）は軸方向に平行なスプラインからなる潤滑油溝である場合、（ｂ）は螺旋状のスプラインからなる潤滑油溝である場合をそれぞれ示す。
【図８】本発明の実施の形態に係る差動装置のピニオンギヤが２個の例を示す概略の横断面図である。
【図９】従来の差動装置を示す概略の横断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
以下、本発明の差動装置の実施の形態について、図面を参照して説明する。本実施の形態では、本発明の差動装置を自動車に適用した例を示している。
【００３１】
まず、本実施の形態に係る差動装置１の構成について説明する。
図１から図３に示すように、差動装置１は、回転軸Ｃを中心に回転可能なケース２と、ケース２に固定されるハイポイドギヤからなるリングギヤ３と、リングギヤ３に噛合するハイポイドピニオンからなるドライブピニオン４と、ケース２に収容されるかさ歯車からなる第１のサイドギヤ５と、第１のサイドギヤ５に連結される第１のドライブシャフト６と、ケース２に収容されるかさ歯車からなる第２のサイドギヤ７と、第２のサイドギヤ７に連結される第２のドライブシャフト８と、３個のピニオンギヤ９と、３本のピニオンシャフト１０と、ピニオンギヤ９およびピニオンシャフト１０の摺動部１１と、３箇所の支持部１２と、支持部１２同士の間に形成されるとともにケース２の内外を連通する開口部１３とを備えている。
また、この差動装置１は動力伝達装置のハウジング３０に収容されている。
【００３２】
ケース２は、略円筒形状で、円筒の中心軸を回転軸Ｃとして中心に回転可能になっている。ケース２は、第１の円筒部１４と、第２の円筒部１５と、第１の円筒部１４の外周側に形成されるフランジ部１６とを備えて、一体形成されている。
【００３３】
支持部１２は、ケース２の周方向に１２０度ごとに設けられているとともに、第１の円筒部１４と第２の円筒部１５とを回転軸Ｃと同軸上に位置するように連結している。支持部１２は、ケース２の回転に伴って回転軸Ｃを中心に公転するようになっている。さらに、ピニオンギヤ９と開口部１３とは、ケース２の回転軸Ｃを挟んで対向するようになっている。また、第１の円筒部１４と、支持部１２と、第２の円筒部１５とに囲まれる空間は、収容空間１７としている。
【００３４】
フランジ部１６の第２の円筒部１５側には、回転軸Ｃを回転軸とするリングギヤ３がねじ止めにより固定されている。リングギヤ３は、下部の一部がハウジング３０の底部に貯留した潤滑油１８に浸漬するように設置されている。リングギヤ３は、回転により潤滑油１８を掻き揚げるようになっている。ドライブピニオン４は、図示しない変速機を介して図示しないエンジンなどの駆動源に連結されている。
【００３５】
第１の円筒部１４には、第１のドライブシャフト６が回転可能に支持されている。第２の円筒部１５には、第２のドライブシャフト８が回転可能に支持されている。第１のドライブシャフト６および第２のドライブシャフト８は、回転軸Ｃを回転軸としている。
【００３６】
ケース２の収容空間１７には、第１のサイドギヤ５と、第２のサイドギヤ７と、ピニオンギヤ９とが収容されている。第１のサイドギヤ５には、スプライン穴５ａが形成されている。第１のドライブシャフト６の先端部には、図示しないスプライン軸が形成されている。第１のドライブシャフト６のスプライン軸が第１のサイドギヤ５のスプライン穴５ａに嵌合することにより、第１のサイドギヤ５は第１のドライブシャフト６とともにケース２に対して回転軸Ｃを中心にして一体回転可能に支持される。
【００３７】
第２のサイドギヤ７には、スプライン穴７ａが形成されている。第２のドライブシャフト８の先端部には、図示しないスプライン軸が形成されている。第２のドライブシャフト８のスプライン軸が第２のサイドギヤ７のスプライン穴７ａに嵌合することにより、第２のサイドギヤ７は第２のドライブシャフト８とともにケース２に対して回転軸Ｃを中心にして一体回転可能に支持される。これら第１のサイドギヤ５と第２のサイドギヤ７とは、歯車面を対向して設置されている。
【００３８】
ピニオンギヤ９は、ケース２に収容されるかさ歯車からなり、第１のサイドギヤ５および第２のサイドギヤ７の間に設けられるとともに、これら第１のサイドギヤ５および第２のサイドギヤ７に噛合している。ピニオンギヤ９は、各支持部１２に設けられており、第１のサイドギヤ５および第２のサイドギヤ７の回転軸を中心に１２０度ごとに設けられるようになっている。また、ピニオンギヤ９は、ピニオンギヤ９の回転軸に沿って中心部を貫通する支持孔１９を有する。
【００３９】
ピニオンギヤ９は、支持孔１９をピニオンシャフト１０に嵌合させて、ピニオンシャフト１０により回転可能に支持されている。ピニオンシャフト１０は、円柱形状で平滑な外周面を有し、支持部１２を貫通して固定されている。ピニオンシャフト１０は、ケース２の回転軸Ｃと平行にピニオンシャフト１０を貫通する固定ピン２０により、支持部１２に対して回転したり脱落することのないように固定されている。また、図４（ａ）に示すように、ピニオンギヤ９の底面９ａは、支持部１２の内側面１１ａに面接触することにより回転可能に支持されている。さらに、ピニオンシャフト１０のケース２の回転軸Ｃ側の端面１０ａは、ピニオンギヤ９のケース２の回転軸Ｃ側の端面９ｂよりも突出している。
【００４０】
図１から図３に示すように、ピニオンギヤ９は、ケース２の回転に伴って回転軸Ｃを中心に公転するようになっている。ケース２が回転した際に、第１のドライブシャフト６と第２のドライブシャフト８との間に回転数の差が無ければ、ピニオンギヤ９は自転することなく回転軸Ｃを中心に公転のみするようになっている。また、ケース２が回転した際に、第１のドライブシャフト６と第２のドライブシャフト８との間に回転数の差が有れば、ピニオンギヤ９は第１のサイドギヤ５および第２のサイドギヤ７の回転数の差に応じて自転および回転軸Ｃを中心に公転するようになっている。
【００４１】
摺動部１１は、ピニオンギヤ９の支持孔１９の内周面と、ピニオンシャフト１０の外周面との対向する微小な隙間からなる。そして、ピニオンギヤ９の支持孔１９のケース２の回転軸Ｃ側には、摺動部１１の隙間のケース２の回転軸Ｃ側に連続するとともに、ケース２の回転軸Ｃ側を向いて開口する空間からなる潤滑油貯留部２３が形成されている。潤滑油貯留部２３は、潤滑油１８を収容して保持可能となっている。
【００４２】
潤滑油貯留部２３は、支持孔１９の内周面のケース２の回転軸Ｃ側の周縁からピニオンギヤ９の端面９ｂまで連続する周壁２２により囲まれている。周壁２２は、ピニオンギヤ９の回転軸に対して約４５度傾斜した平面状となっている。このため、潤滑油貯留部２３は、ピニオンギヤ９のケース２の回転軸Ｃ側に開放された形状になっている。
本実施の形態に係る差動装置１は、ピニオンギヤ９と、ピニオンシャフト１０と、摺動部１１と、潤滑油貯留部２３とから構成されている。
【００４３】
開口部１３は、３箇所の支持部１２の間の３箇所に形成されている。開口部１３は、差動装置１の組立時や分解時に、第１のサイドギヤ５および第２のサイドギヤ７を通過させて収容空間１７に出し入れ可能な大きさとなっている。また、開口部１３は、ケース２の外部からケース２の内部に潤滑油１８を供給可能にするようになっている。
【００４４】
次に、差動装置１の作用について以下に説明する。ここでは主に潤滑油１８の流れについて説明する。
図１に示すように、自動車の走行時には、エンジンの駆動力がドライブピニオン４に伝達され、ドライブピニオン４が矢印４０の方向に回転する。ドライブピニオン４の回転により、リングギヤ３が矢印４１の方向に回転し、これに伴いケース２が回転する。この時、リングギヤ３がハウジング３０に貯留した潤滑油１８を掻き揚げる。
【００４５】
リングギヤ３により掻き揚げられた潤滑油１８は、ケース２の上方に到達する。ケース２の上方に達した潤滑油１８の一部は、特にエンジンの停止時や低速回転時には矢印４２のように重力で流れ落ち、上側に開口した開口部１３を通過して収容空間１７に入り込み、直下のピニオンギヤ９およびピニオンシャフト１０に供給される。さらに、リングギヤ３が回転して、掻き揚げられた潤滑油１８の一部は矢印４３のように遠心力でリングギヤ３の外周側に飛ばされて、ドライブピニオン４の図示しない軸受けなどに供給される。
【００４６】
そして、リングギヤ３から飛ばされずにリングギヤ３とドライブピニオン４との噛合部まで到達した潤滑油１８は、リングギヤ３とドライブピニオン４との歯面同士のポンプ効果によりケース２の中心側に飛ばされる（図１および図３中、白抜き矢印で示す。）。そして、ケース２の回転軸Ｃを挟んで開口部１３とピニオンギヤ９とが対向しているので、リングギヤ３とドライブピニオン４との噛み合い部分から飛ばされた潤滑油１８はケース２の開口部１３から何にも遮られずにケース２の収容空間１７に入り込み、通過した開口部１３に向き合うピニオンギヤ９およびピニオンシャフト１０に直接供給される。
【００４７】
ここで、リングギヤ３の低速回転時には、リングギヤ３の遠心力で外周側に飛ばされる潤滑油１８の量は少なく、潤滑油１８はケース２の上方または側方からケース２の内部に多量に供給される。
【００４８】
ケース２の上方あるいは側方からピニオンギヤ９およびピニオンシャフト１０に供給された潤滑油１８の一部は、潤滑油貯留部２３に入り込んでケース２の回転による遠心力と表面張力により保持される。潤滑油貯留部２３に保持された潤滑油１８の一部は、ケース２の回転による遠心力と毛細管現象により、ピニオンギヤ９とピニオンシャフト１０との間の摺動部１１に入り込む。これにより、ピニオンギヤ９とピニオンシャフト１０との焼き付き防止が図られる。摺動部１１に入り込んだ潤滑油１８は、ケース２の回転の遠心力により、支持孔１９のケース２の外周側から排出される。
【００４９】
また、ピニオンギヤ９およびピニオンシャフト１０に供給された潤滑油１８の他の一部は、潤滑油貯留部２３に入り込まずに、ピニオンギヤ９のケース２の回転軸Ｃ側の端面９ｂの周縁部からピニオンギヤ９の歯面に流れる。ピニオンギヤ９の歯面に流れた潤滑油１８は、第１のサイドギヤ５および第２のサイドギヤ７との噛合部の摩擦を軽減する。さらに、潤滑油１８は、ピニオンギヤ９の歯面から底面９ａに流れて支持部１２の内側面１１ａとの間に供給され、ピニオンギヤ９と支持部１２との摩擦を低減する。
【００５０】
そして、リングギヤ３が高速回転されると、リングギヤ３により掻き揚げられた潤滑油１８は遠心力により周囲に飛ばされる量が多くなるので、ケース２の外部からケース２の収容空間１７に供給される潤滑油１８は減少する。その一方、潤滑油貯留部２３に保持された潤滑油１８が、ケース２の遠心力および毛細管現象によってピニオンギヤ９とピニオンシャフト１０との間の摺動部１１に供給され続ける。これにより、リングギヤ３の高速回転時であっても、ピニオンギヤ９とピニオンシャフト１０との間に十分な量の潤滑油１８を供給できるようになる。
【００５１】
以上のように、本実施の形態に係る差動装置１によれば、リングギヤ３の低速回転時にケース２の外部から多量の潤滑油１８がケース２の内部に供給されて潤滑油貯留部２３に潤滑油１８が保持されるとともに、リングギヤ３の高速回転時にケース２の外部から供給される潤滑油１８が減少しても、潤滑油貯留部２３に保持された潤滑油１８がピニオンギヤ９とピニオンシャフト１０との間の摺動部１１に供給され続けるようになる。これにより、リングギヤ３の高速回転時であってもピニオンギヤ９とピニオンシャフト１０との間の摺動部１１に十分な量の潤滑油１８を供給できるようになり、ピニオンギヤ９とピニオンシャフト１０との焼き付き防止への信頼性を向上することができる。
【００５２】
また、ピニオンギヤ９は、ケース２の回転軸Ｃを中心に１２０度ごとに３個設けられているので、ドライブピニオン４からケース２の中心側に飛ばされた潤滑油１８は、開口部１３からケース２の収容空間１７に入り込むとその反対側に位置するピニオンギヤ９およびピニオンシャフト１０に供給されるようになる。これにより、ピニオンギヤ９およびピニオンシャフト１０に供給される潤滑油１８の流量を増加することができる。
【００５３】
また、ピニオンギヤ９に潤滑油貯留部２３が設けられているので、潤滑油貯留部２３をピニオンシャフト１０に設ける場合に比べて径が大きくなることから、同じ幅の潤滑油貯留部２３であれば潤滑油貯留部２３の容積を大きく取ることができる。したがって、潤滑油貯留部２３に保持される潤滑油１８を増量することができる。
【００５４】
さらに、周壁２２はピニオンギヤ９の回転軸に対して傾斜した平面状となっているので、潤滑油貯留部２３に保持された潤滑油１８にケース２の回転による遠心力が与えられると、潤滑油１８が傾斜した平面状の周壁２２によってピニオンギヤ９とピニオンシャフト１０との間の摺動部１１のケース２の回転軸側に案内され、さらに遠心力と毛細管現象により摺動部１１に供給される。したがって、潤滑油貯留部２３に保持された潤滑油１８が、ピニオンギヤ９とピニオンシャフト１０との間の摺動部１１に円滑に供給されるようになる。
【００５５】
ここで、上述した本実施の形態の差動装置１においては、図４（ａ）に示すように、ピニオンシャフト１０のケース２の回転軸Ｃ側の端面１０ａはピニオンギヤ９のケース２の回転軸Ｃ側の端面９ｂよりも突出しているが、本発明に係る差動装置においては、これに限られず、例えば図４（ｂ）に示すように、ピニオンシャフト１０のケース２の回転軸Ｃ側の端面１０ａはピニオンギヤ９のケース２の回転軸Ｃ側の端面９ｂと同一面上とすることができる。また、図４（ｃ）に示すように、ピニオンシャフト１０のケース２の回転軸Ｃ側の端面１０ａは、ピニオンギヤ９のケース２の回転軸Ｃ側の端面９ｂと支持孔１９のケース２の回転軸Ｃ側の周縁との間にあるようにできる。あるいは、図４（ｄ）に示すように、ピニオンシャフト１０のケース２の回転軸Ｃ側の端面１０ａは、支持孔１９のケース２の回転軸Ｃ側の周縁よりも凹んでいるようにできる。
【００５６】
また、上述した本実施の形態の差動装置１においては、図５（ａ）に示すように、潤滑油貯留部２３の周壁２２はピニオンギヤ９の回転軸に対して約４５度傾斜した平面状としているが、本発明に係る差動装置においては、周壁２２は４５度傾斜した平面状に限られず、例えば３０度や６０度など、他の角度であってもよい。また、周壁２２は傾斜した平面状にも限られず、例えば図５（ｂ）に示すように、断面Ｌ字形状としたり、図５（ｃ）に示すように下方に突出した断面円弧形状としたり、図５（ｄ）に示すように上方に突出した断面円弧形状としてもよい。
【００５７】
さらに、上述した本実施の形態の差動装置１においては、潤滑油貯留部２３はピニオンギヤ９のみに設けられているが、本発明に係る差動装置においては、潤滑油貯留部２３はピニオンギヤ９のみに設けられることに限られず、潤滑油貯留部２３はピニオンシャフト１０のみに設けられるようにしてもよい。これによれば、ピニオンシャフト１０はピニオンギヤ９の回転時であっても支持部１２に対して回転しないので、潤滑油貯留部２３に保持された潤滑油１８がピニオンギヤ９の回転による遠心力で周囲に飛ばされてしまうことを抑制でき、潤滑油貯留部２３の潤滑油保持力を向上できる。
【００５８】
この場合、例えば図６（ａ）に示すように、ピニオンシャフト１０の途中に、周壁２２が斜面状である潤滑油貯留部２３を設けるようにできる。また、図６（ｂ）に示すように、ピニオンシャフト１０のケース２の回転軸Ｃ側の端面１０ａがピニオンギヤ９のケース２の回転軸Ｃ側の端面９ｂと同一面上にあるとともに、ピニオンシャフト１０のケース２の回転軸Ｃ側の端部に周壁２２が斜面状である潤滑油貯留部２３を設けるようにできる。
【００５９】
さらに、この場合、図６（ｃ）に示すように、ピニオンシャフト１０のケース２の回転軸Ｃ側の端面１０ａがピニオンギヤ９のケース２の回転軸Ｃ側の端面９ｂより凹んでいるとともに、ピニオンシャフト１０のケース２の回転軸Ｃ側の端部に周壁２２が斜面状である潤滑油貯留部２３を設けるようにできる。また、図６（ｄ）に示すように、ピニオンシャフト１０の途中に、周壁２２が凹んだ断面円弧形状である潤滑油貯留部２３を設けるようにできる。また、この場合、図６（ｅ）に示すように、ピニオンシャフト１０のケース２の回転軸Ｃ側の端面１０ａがピニオンギヤ９のケース２の回転軸Ｃ側の端面９ｂと同一面上にあるとともに、ピニオンシャフト１０のケース２の回転軸Ｃ側の端部に周壁２２が突出した断面円弧形状である潤滑油貯留部２３を設けるようにできる。
【００６０】
さらには、潤滑油貯留部２３はピニオンシャフト１０のみに設けられることには限られず、潤滑油貯留部２３はピニオンギヤ９およびピニオンシャフト１０の両方に設けられるようにしてもよい。この場合、例えば図６（ｆ）に示すように、ピニオンシャフト１０のケース２の回転軸Ｃ側の端面１０ａがピニオンギヤ９のケース２の回転軸Ｃ側の端面９ｂと同一面上にあるとともに、ピニオンギヤ９のケース２の回転軸Ｃ側の端部に周壁２２が斜面状である潤滑油貯留部２３を設け、さらにピニオンシャフト１０のケース２の回転軸Ｃ側の端部に周壁２２が斜面状である潤滑油貯留部２３を設けるようにできる。この場合は、潤滑油貯留部２３の容積を大きく取ることができる。
【００６１】
また、上述した本実施の形態の差動装置１においては、ピニオンシャフト１０は平滑な外周面を有するものとしているが、本発明に係る差動装置においては、これに限定されず、ピニオンシャフト１０の外周部に潤滑油１８を軸方向に流通可能な潤滑油溝２４を備えるようにしてもよい。
【００６２】
この場合、例えば図７（ａ）に示すように、ピニオンシャフト１０の外周部に軸方向に平行なスプラインからなる潤滑油溝２４を備えるようにしたり、あるいは図７（ｂ）に示すように、ピニオンシャフト１０の外周部に螺旋状のスプラインからなる潤滑油溝２４を備えるようにできる。ピニオンシャフト１０の外周部に潤滑油１８を軸方向に流通可能な潤滑油溝２４を設けることにより、より多くの潤滑油１８がピニオンギヤ９とピニオンシャフト１０との間の摺動部１１を流れるようになるので、ピニオンギヤ９とピニオンシャフト１０との焼き付き防止への信頼性を向上することができる。
【００６３】
また、上述した本実施の形態の差動装置１においては、ピニオンギヤ９を３個設けているが、本発明に係る差動装置においては、３個に限られず、例えば２個や４個としてもよい。２個の場合、例えば図８に示すように、ピニオンギヤ９は、ケース２の回転軸Ｃを中心に１８０度ごとに設けるようにする。これによれば、部品点数を少なくすることができるので、部品コストを低減することができる。
【００６４】
また、ピニオンギヤ９を２個設ける場合は、ピニオンシャフト１０を２本設けることには限られず、あるいは図８中、想像線で示すように２個のピニオンギヤ９で１本の長いピニオンシャフト１０を共用するようにしてもよい。
【００６５】
以上説明したように、本発明に係る差動装置は、ドライブピニオンからケースの中心側に飛ばされた潤滑油のピニオンギヤとピニオンシャフトとの摺動部への供給量を増加する場合に好適な差動装置全般に有用である。
【符号の説明】
【００６６】
１  差動装置
２  ケース
３  リングギヤ
４  ドライブピニオン
５  第１のサイドギヤ
６  第１のドライブシャフト
７  第２のサイドギヤ
８  第２のドライブシャフト
９  ピニオンギヤ
１０  ピニオンシャフト
１１  摺動部
１２  支持部
１３  開口部
１８  潤滑油
１９  支持孔
２２  周壁
２３  潤滑油貯留部
２４  潤滑油溝
Ｃ  ケースの回転軸
【図１】
2012145206.tif 000003
【図２】
2012145206.tif 000004
【図３】
2012145206.tif 000005
【図４】
2012145206.tif 000006
【図５】
2012145206.tif 000007
【図６】
2012145206.tif 000008
【図７】
2012145206.tif 000009
【図８】
2012145206.tif 000010
【図９】
2012145206.tif 000011