(57)【要約】【課題】車体前部側が上方に持ち上げられた状態においても、ピニオン軸受の焼き付きの発生や異常な磨耗を抑制するように改善されたディファレンシャル装置を提供する。【解決手段】ディファレンシャルケース１の内部の空間が、第１の空間２０と、第１の空間２０から分離された第２の空間２１により形成されている。第１の空間２０には、リングギア２、ピニオンギア６１、およびピニオンギア側のピニオン軸受３が設けられ、ピニオンギア側のピニオン軸受３、リングギア２、およびピニオンギア６１を潤滑する第１の潤滑油５が収納されている。第２の空間２１には、反ピニオンギア側のピニオン軸受４が設けられ、反ピニオンギア側のピニオン軸受４を潤滑する第２の潤滑油８が収納されている。【選択図】図２
2009138899.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ピニオンギアを備えるとともに、該ピニオンギアを介して動力を伝達するピニオン軸と、
前記ピニオン軸を回転自在に支承するとともに、前記ピニオン軸の軸方向においてピニオンギア側と反ピニオンギア側に並設されたピニオン軸受と、
前記ピニオンギアに噛合されるリングギアと、
前記ピニオン軸、前記ピニオン軸受、前記リングギア、および前記ピニオンギアが内部に設けられたディファレンシャルケースと
を備えるディファレンシャル装置において、
前記ディファレンシャルケースの内部の空間が、前記リングギア、前記ピニオンギア、および前記ピニオンギア側の前記ピニオン軸受が設けられ、前記ピニオンギア側の前記ピニオン軸受を潤滑する第１の潤滑油が収納された第１の空間と、前記第１の空間から分離されるとともに、前記反ピニオンギア側の前記ピニオン軸受が設けられ、前記反ピニオンギア側の前記ピニオン軸受を潤滑する第２の潤滑油が収納された第２の空間とからなることを特徴とするディファレンシャル装置。
【請求項２】
前記第１の空間と前記第２の空間との間を仕切り、前記第１の潤滑油が前記第１の空間から前記第２の空間へ流出するのを防止するとともに、前記第２の潤滑油が前記第２の空間から前記第１の空間へ流出するのを防止するためのシール部材を更に備え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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ディファレンシャル装置に関し、特に、上り坂における発進時にも焼き付きが生じにくいディファレンシャル装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
車がカーブを曲がる時、左右の車輪の通る軌道の長さに差が生じるため、左右の車輪の回転数を変える必要がある。左右の車輪に同じトルクを与えつつ、左右の車輪の回転数を調整するための差動歯車装置として、ディファレンシャル装置が自動車において主として用いられる。ディファレンシャル装置としては差動歯車機構をディファレンシャルケース内に潤滑油とともに備え、運転時に潤滑油をリングギアによってかき上げて各部に供給する方式が一般的である。かかる方式のディファレンシャル装置において、高負荷のかかるピニオン軸受へのオイル供給が最も困難かつ重要である。そこで、特許文献１においてピニオン軸受への潤滑性能を確保しつつ、リングギア等の回転抵抗を低減する技術が提示されている。
【０００３】
図３に示すように、この方式のディファレンシャル装置２００において、ピニオン軸２０６は、２組のピニオン軸受２０３およびピニオン軸受２０４によって支持される。ピニオン軸受２０３およびピニオン軸受２０４の上方にリングギア２０２が回転することによってかき上げられた潤滑油２０５を誘導する潤滑油誘導路２０７を設け、潤滑油誘導路２０７の出口開口部２７２を、２組の軸受の中間点の上部に設けることにより、２組の軸受の上部それぞれに潤滑油２０５を供給する構造としている。この潤滑油誘導路２０７は、２組の軸受に向かって下がり勾配となっているため、リングギア２０２によって潤滑油溜２５１からかき上げられ、入口開口部２７１から潤滑油誘導路２０７内に入った潤滑油２０５は、勾配を下って２組の軸受の中間点であるピニオン軸２０６の上側に供給される。そして、供給された潤滑油２０５の一部は、ピニオン軸２０６を伝って、２組のピニオン軸受２０３およびピニオン軸受２０４のそれぞれの上部へ供給される。また、供給された潤滑油２０５の他の一部はピニオン軸２０６を伝って下部の潤滑油溜２５２および潤滑油溜２５３に落下した後、２組の軸受の下部へ供給される。潤滑油溜の中央部にはピニオン軸受２０３およびピニオン軸受２０４のいずれにも均等に潤滑油２０５が流れるようにディファレンシャルケース１の内壁面下部から上方に突出した突起部２１０が設けられている。
【特許文献１】特開２００６−１６１９５７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、自動車は常に水平に近い路面のみを走行するわけではない。自動車が上り坂を走行する場合には、図４に示すように、自動車の車体前部側が、路面の傾斜角θ１だけ持ち上げられた状態に傾くため、ディファレンシャル装置２００も車体前部側を上方に路面の傾斜角θ１だけ持ち上げられた状態に傾く。そのため潤滑油誘導路２０７の下り勾配が小さくなり、ピニオン軸受２０３およびピニオン軸受２０４の中間点であるとともにピニオン軸２０６上の位置に供給される潤滑油２０５の量が不十分となる。また、ピニオン軸２０６を伝って、ピニオン軸受２０３およびピニオン軸受２０４のそれぞれの上部へ供給されるべき潤滑油２０５は低い位置にある車体後部側のピニオン軸受２０３に多く供給され、車体前部側のピニオン軸受２０４への供給が不十分となる。更に、潤滑油溜２５２および潤滑油溜２５３に落下した潤滑油２０５も、車体前部側のピニオン軸受２０４に比べ低い位置にある車体後部側のピニオン軸受２０３の下部に多く供給され、車体前部側のピニオン軸受２０４の下部への供給が不十分となり、車体前部側のピニオン軸受２０４の焼き付きの発生および異常な磨耗の原因となり問題となる。特に、ディファレンシャル装置２００の始動時や外気温が極端に低い場合などにおいては、潤滑油２０５の粘度が大きく、その流動性が悪いため、車体前部側のピニオン軸受２０４への潤滑油２０５の供給が一層困難となる。また、バックで下り坂を走行する場合は、リングギア２０２の回転方向が、図４に示す回転方向と逆方向になるため、リングギア２０２の回転に伴う潤滑油２０５のかき上げがなくなる。従って、車体前部側のピニオン軸受２０４への潤滑油２０５の供給が全くなくなるため、車体前部側のピニオン軸受２０４の焼き付きの発生および異常な磨耗が起こり易くなる。
【０００５】
本発明は、かかる問題を解決するためになされたもので、車体前部側が上方に持ち上げられた状態においても、車体前部側のピニオン軸受の焼き付きの発生や異常な磨耗を抑制するように改善されたディファレンシャル装置を供給することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明にかかるディファレンシャル装置は、ピニオンギアを備えるとともに、該ピニオンギアを介して動力を伝達するピニオン軸と、ピニオン軸を回転自在に支承するとともに、ピニオン軸の軸方向においてピニオンギア側と反ピニオンギア側に並設されたピニオン軸受と、ピニオンギアに噛合されるリングギアと、ピニオン軸、ピニオン軸受、リングギア、およびピニオンギアが内部に設けられたディファレンシャルケースとを備えるディファレンシャル装置である。そして、ディファレンシャルケースの内部の空間が、リングギア、ピニオンギア、およびピニオンギア側のピニオン軸受が設けられ、ピニオンギア側のピニオン軸受を潤滑する第１の潤滑油が収納された第１の空間と、第１の空間から分離されるとともに、反ピニオンギア側のピニオン軸受が設けられ、反ピニオンギア側のピニオン軸受を潤滑する第２の潤滑油が収納された第２の空間とからなることを特徴とする。
【０００７】
上記構成によると、上りの坂道走行の際に、ディファレンシャルケースが傾斜した状態においても、ピニオンギア側のピニオン軸受の下部は、第１の潤滑油に浸かった状態で、第１の潤滑油により、常に潤滑されることになる。また、反ピニオンギア側のピニオン軸受の下部は、第２の潤滑油に浸かった状態で、第２の潤滑油により、常に潤滑されることになる。その結果、上り坂道においても、ピニオン軸受の下部における焼き付きの発生および異常な磨耗を抑制することができるとともに、バックで下り坂を走行する場合においても、ピニオン軸受の下部における焼き付きの発生および異常な磨耗を抑制することができる。
【０００８】
本発明にかかるディファレンシャル装置は、第１の空間と第２の空間との間を仕切り、第１の潤滑油が第１の空間から第２の空間へ流出するのを防止するとともに、第２の潤滑油が第２の空間から第１の空間へ流出するのを防止するためのシール部材を更に備えることが好ましい。
【０００９】
上記構成によると、ディファレンシャルケースが傾斜した場合であっても、シール部材により、第２の空間に収容された第２の潤滑油が、第２の空間から第１の空間へ流出しない。その結果、第２の空間において、第２の潤滑油が流出して減少するのを確実に防止することができ、反ピニオンギア側のピニオン軸受の下部が第２の潤滑油によって常に潤滑される状態を確実に維持することできる。また、第２の潤滑油が第１の空間に流出して、第１の空間に収納される潤滑油が増加するのを防止できるため、第１の空間における潤滑油の攪拌抵抗の増加を防止することができる。従って、攪拌抵抗に起因する動力損失が低下して、燃費を向上させることができる。また、シール部材により、リングギアとピニオンギアの磨耗粉を含有する第１の潤滑油が第１の空間から第２の空間へ流出するのを防止することができるため、上記従来のディファレンシャル装置のピニオン軸受に比し、第２の空間に設けられたピニオン軸受の寿命が向上することになる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、車体前部側が上方に持ち上げられた状態においても、ピニオン軸受の焼き付きの発生や異常な磨耗を抑制するように改善されたディファレンシャル装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明を具体化したディファレンシャル装置の一実施形態を、図１〜図２を用いて説明する。
図１に示すように、本実施形態にかかるディファレンシャル装置１００が備えるディファレンシャルケース１は、車体前部側部分１２が、車体の前後方向に中心軸を有する略円筒形状であり、車体後部側部分１１が、車体の左右方向に中心軸を有する略短円柱形状である。
【００１２】
ディファレンシャルケース１の車体後部側部分１１の内部には、略環状のリングギア２が回転可能に設けられている。また、ピニオン軸６の車体後部側の端部には、ピニオンギア６１が設けられており、このピニオンギア６１がリングギア２に噛合する構成となっている。そして、ピニオン軸６の他方の端部は、ディファレンシャルケース１の車体前部側から外部に突出しており、図示しないプロペラシャフトなどの動力側に接続されている。
【００１３】
また、ディファレンシャルケース１の内部には、ピニオン軸６、およびピニオン軸受３，４が設けられている。より具体的には、ディファレンシャルケース１の車体前部側部分１２の内壁面であるとともに、リングギア２に近い端部近傍には、略円環状のピニオン軸受３が固定されている。また、ディファレンシャルケース１の車体前部側部分１２の内壁面であるとともに、ピニオン軸受３の固定されている部分より車体前部側には、略円環状のピニオン軸受４が固定されている。即ち、ピニオン軸６の軸方向において、ピニオン軸受３はピニオンギア６１側に設けられ、ピニオン軸受４は反ピニオンギア側に設けられており、これらのピニオン軸受３，４が、ピニオン軸６の軸方向において並設されている。そして、この２組のピニオン軸受３およびピニオン軸受４によって、ピニオン軸６が回転自在に支承されている。より具体的には、ピニオン軸受３を構成する外輪３１の外周面が、ディファレンシャルケース１の内壁面に嵌合固定されており、外輪３１の内周面には軌道面が形成されている。一方、ピニオン軸受３を構成する内輪３２の内周面が、ピニオン軸６の外周面に嵌合固定されており、内輪３２の外周面には軌道面が形成されている。更に、外輪３１の軌道面と内輪３２の軌道面に接して、転動体３３が転動自在に配設されている。また、同様に、ピニオン軸受４を構成する外輪４１の外周面が、ディファレンシャルケース１の内壁面に嵌合固定されており、外輪４１の内周面には軌道面が形成されている。一方、ピニオン軸受４を構成する内輪４２の内周面が、ピニオン軸６の外周面に嵌合固定されており、内輪４２の外周面には軌道面が形成されている。そして、外輪４１の軌道面と内輪４２の軌道面に接して、転動体４３が転動自在に配設されている。
【００１４】
また、本実施形態においては、図１に示すように、ディファレンシャルケース１の内部の空間が、車体後部側部分１１に形成された第１の空間２０と、車体前部側部分１２に形成された第２の空間２１により構成されている。
【００１５】
第１の空間２０には、リングギア２、ピニオンギア６１、およびピニオンギア６１側のピニオン軸受３が設けられており、ピニオンギア側のピニオン軸受３、リングギア２、およびピニオンギア６１を潤滑する第１の潤滑油５が収納されている。そして、ピニオン軸受３の下部が、第１の潤滑油５に浸かる状態となっている。また、第１の空間２０の下部には潤滑油溜５１が設けられており、第１の潤滑油５が溜められている。そのため、リングギア２の下部が、この第１の潤滑油５と接触している。
【００１６】
第２の空間２１には、反ピニオンギア側のピニオン軸受４が設けられており、反ピニオンギア側のピニオン軸受４を潤滑する第２の潤滑油８が収納されている。そして、ピニオン軸受４の下部が、第２の潤滑油８に浸かる状態となっている。また、第２の空間２１の下部には、潤滑油溜５２，５３が形成されており、第２の潤滑油８が溜められている。また、第２の空間２１は、第１の空間２０から分離されており、ピニオン軸６がピニオンギア側のピニオン軸受３を貫通する部分に設けられたシール部材２２により、第１の空間２０と第２の空間２１との間が仕切られる構成となっている。
【００１７】
本実施形態にかかるディファレンシャル装置１００におけるピニオン軸受３およびピニオン軸受４への潤滑油の供給は、以下のように行われる。このディファレンシャル装置１００が取り付けられている車両のエンジン（不図示）よりプロペラシャフト（不図示）等を介してピニオン軸６に伝達された動力は、ピニオンギア６１を介してリングギア２を回転させる。そして、リングギア２の回転に伴い、第１の空間２０に収容され、リングギア２に接触している第１の潤滑油５がかき上げられ、かき上げられた第１の潤滑油５の一部が、ピニオン軸受３の上部に誘導され、この第１の潤滑油５により、ピニオン軸受３の上部が潤滑される。また、ピニオン軸受３の下部は、第１の潤滑油５に浸かった状態が維持されるため、第１の潤滑油５により、ピニオン軸受３の下部が潤滑される。
【００１８】
また、第２の空間２１においては、ピニオン軸６、およびピニオン軸受４の回転に伴い、第２の空間２１に収容された第２の潤滑油８がかき上げられ、かき上げられた第２の潤滑油８の一部が、ピニオン軸受４の上部に誘導され、この第２の潤滑油８により、ピニオン軸受４の上部が潤滑される。また、ピニオン軸受４の下部は、第２の潤滑油８に浸かった状態が維持されるため、第２の潤滑油８により、ピニオン軸受４の下部が潤滑される。
【００１９】
次に、本実施形態にかかるディファレンシャル装置１００を用いた車両が、上りの坂道において始動する際におけるピニオン軸受３およびピニオン軸受４への潤滑油の供給について、図２を用いて説明する。なお、潤滑油の供給の基本原理は上述した通りであるので、ここでは、重複する説明は省略する。
【００２０】
図２に示すように、上りの坂道における路面の水平面８０に対する傾斜角がθ１であるとすると、ディファレンシャル装置１００も水平面に対して傾斜角θ１だけ車体前部側が持ち上げられる。そして、車体前部側が上方に持ち上げられて、ディファレンシャルケース１が傾斜した状態においても、第１の空間２０においては、リングギア２の回転に伴い、リングギア２に接触している第１の潤滑油５がかき上げられ、かき上げられた第１の潤滑油５の一部が、ピニオン軸受３の上部に誘導され、この第１の潤滑油５により、ピニオン軸受３の上部が潤滑される。また、図２に示すように、ピニオン軸受３の下部は、第１の潤滑油５に浸かった状態が維持されるため、第１の潤滑油５により、ピニオン軸受３の下部が潤滑される状態が維持される。
【００２１】
また、車体前部側が上方に持ち上げられて、ディファレンシャルケース１が傾斜した状態においても、第２の空間２１においては、ピニオン軸６の回転に伴い、第２の空間２１に収容された第２の潤滑油８がかき上げられ、かき上げられた第２の潤滑油８の一部が、ピニオン軸受４の上部に誘導され、この第２の潤滑油８により、ピニオン軸受４の上部が潤滑される。また、図２に示すように、ピニオン軸受４の下部は、第２の潤滑油８に浸かった状態が維持されるため、第２の潤滑油８により、ピニオン軸受４の下部が潤滑される状態が維持される。
【００２２】
なお、第１の空間２０に収納される第１の潤滑油５の量は、ディファレンシャルケース１が傾斜した状態において、ピニオン軸受３の下部が第１の潤滑油５に浸かった状態が維持できる程度の量であれば、特に限定されない。また、同様に、第２の空間２１に収納される第２の潤滑油８の量は、ディファレンシャルケース１が傾斜した状態において、ピニオン軸受４の下部が第２の潤滑油８に浸かった状態が維持できる程度の量であれば、特に限定されない。
【００２３】
また、上述のごとく、第１の空間２０と第２の空間２１は分離されており、シール部材２２により、第１の空間２０と第２の空間２１との間が仕切られているため、第１の潤滑油５と第２の潤滑油８が混ざり合うことはない。従って、ディファレンシャルケース１が傾斜した場合であっても、シール部材２２により、第２の空間２１に収容された第２の潤滑油８が、第２の空間２１から第１の空間２０へ流出しない。従って、第２の潤滑油８が流出して、第２の空間２１において第２の潤滑油８が減少するのを確実に防止することができる。また、第２の潤滑油８が第１の空間に流出して、第１の空間２０において収納される潤滑油が増加するのを防止できるため、第１の空間２０における潤滑油の攪拌抵抗の増加を防止することができる。
【００２４】
上りの坂道走行が終了し、平坦な路面の走行になると、ディファレンシャル装置１００が水平面に対して傾斜角θ１だけ車体前部側に持ち上げられていた状態が解除され、ディファレンシャル装置１００は、図１に示す状態に戻る。この際、シール部材２２により、第１の空間２０に収容された第１の潤滑油５は、第１の空間２０から第２の空間２１へ流出しない。即ち、第１の空間に収納された第１の潤滑油５には、リングギア２とピニオンギア６１の磨耗粉が含有されているが、この磨耗粉を含有する第１の潤滑油５の、第１の空間２０から第２の空間２１への流出が防止される。
【００２５】
上記実施形態のディファレンシャル装置１００によれば、以下のような効果を得ることができる。
（１）上記実施形態のディファレンシャル装置１００は、ディファレンシャルケース１の内部の空間が、リングギア２、ピニオンギア６１、およびピニオンギア側のピニオン軸受３が設けられ、ピニオン軸受３を潤滑する第１の潤滑油５が収納された第１の空間２０と、第１の空間２０から分離されるとともに、反ピニオンギア側のピニオン軸受４が設けられ、反ピニオンギア側のピニオン軸受４を潤滑する第２の潤滑油８が収納された第２の空間２１により形成されている。従って、上りの坂道走行の際に、車体前部側が上方に持ち上げられて、ディファレンシャルケース１が傾斜した状態においても、ピニオン軸受３の下部は、第１の潤滑油５に浸かった状態で、第１の潤滑油５により、常に潤滑されることになる。また、ピニオン軸受４の下部は、第２の潤滑油８に浸かった状態で、第２の潤滑油８により、常に潤滑されることになる。その結果、上り坂道においても、ピニオン軸受３，４の下部における焼き付きの発生および異常な磨耗を抑制することができる。また、同様に、バックで下り坂を走行する場合においても、ピニオン軸受３，４の下部における焼き付きの発生および異常な磨耗を抑制することができる。
【００２６】
（２）上記実施形態のディファレンシャル装置１００においては、第１の空間２０と第２の空間２１との間を仕切り、第２の潤滑油８が第２の空間２１から第１の空間２０へ流出するのを防止するためのシール部材２２を備えている。従って、ディファレンシャルケース１が傾斜した場合であっても、シール部材２２により、第２の空間２１に収容された第２の潤滑油８が、第２の空間２１から第１の空間２０へ流出しない。その結果、第２の潤滑油８が流出して、第２の空間２１において第２の潤滑油８が減少するのを確実に防止することができるため、ピニオン軸受４の下部が第２の潤滑油８によって常に潤滑される状態を確実に維持できる。また、第２の潤滑油８が第１の空間に流出して、第１の空間２０において収納される潤滑油が増加するのを防止できるため、第１の空間２０における潤滑油の攪拌抵抗の増加を防止することができる。従って、攪拌抵抗に起因する動力損失が低下して、燃費を向上させることができる。また、シール部材２２により、リングギア２とピニオンギア６１の磨耗粉を含有する第１の潤滑油５が第１の空間２０から第２の空間２１へ流出するのを防止することができるため、上記従来のディファレンシャル装置２００のピニオン軸受２０４に比し、第２の空間２１に設けられたピニオン軸受４の寿命が向上することになる。
【００２７】
なお、上記実施形態は以下のように変更してもよい。
・上記実施形態においては、第２の空間２１の下部に、潤滑油溜５２，５３を形成する構成としたが、潤滑油溜５２，５３を有さない構成でも良い。ディファレンシャルケース１が傾斜した状態においても、ピニオン軸受４の下部が、第２の潤滑油８に浸かった状態で潤滑される状態が維持できるのであれば、潤滑油溜５２，５３は特段に設ける必要がない。
【００２８】
・上記実施形態においては、転動体３３および転動体４３が円錐ころであり、ピニオン軸受３およびピニオン軸受４が円錐ころ軸受であるが、他の構成でも良い。例えば、転動体３３および転動体４３の少なくともいずれか一方が玉であって、ピニオン軸受３およびピニオン軸受４の少なくともいずれか一方が玉軸受であっても良い。
【産業上の利用可能性】
【００２９】
本発明にかかるディファレンシャル装置は、車体前部側が上方に持ち上げられた状態においても、ピニオン軸受の焼き付きの発生や異常な磨耗を抑制するように改善されたディファレンシャル装置であるので、一般的な車両に広く搭載可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明を適用したディファレンシャル装置の一実施形態を説明する図面であって、ピニオン軸の中心軸を通る上下方向の断面図である。
【図２】図１に示すディファレンシャル装置の車体前部側を傾斜角θ１上方に引き上げた状態を示す断面図である。
【図３】従来のディファレンシャル装置の一実施形態を説明する図面であって、ピニオン軸の中心軸を通る上下方向の断面図である。
【図４】図３に示されるディファレンシャル装置の車体前部側を傾斜角θ上方に引き上げた断面図である。
【符号の説明】
【００３１】
１…ディファレンシャルケース、２…リングギア、３…ピニオン軸受（ピニオンギア側のピニオン軸受）、４…ピニオン軸受（反ピニオンギア側のピニオン軸受）、５…第１の潤滑油、６…ピニオン軸、８…第２の潤滑油、１１…ディファレンシャルケースの車体後部側部分、１２…ディファレンシャルケースの車体前部側部分、２０…第１の空間、２１…第２の空間、２２…シール部材、３１…外輪、３２…内輪、３３…転動体、４１…外輪、４２…内輪、４３…転動体、５１…潤滑油溜、５２…潤滑油溜、５３…潤滑油溜、６１…ピニオンギア、８０…水平面、θ１…水平面に対する傾斜角
【図１】
2009138899.tif 000003
【図２】
2009138899.tif 000004
【図３】
2009138899.tif 000005
【図４】
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