JP3969345B2

JP3969345B2 - 回転軸支持装置および差動装置

Info

Publication number: JP3969345B2
Application number: JP2003155653A
Authority: JP
Inventors: 哲也河野; 均大西; 勇治安田
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2003-05-30
Filing date: 2003-05-30
Publication date: 2007-09-05
Anticipated expiration: 2023-05-30
Also published as: JP2004353843A; US7320658B2; CN1573171A; CN1330894C; US20040242363A1

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、相対回転可能に支持した左右の出力軸にトルクを伝達する差動装置など、回転軸を相対回転可能に支持する回転軸支持装置に関し、特に、ケースと、そのケースに相対回転可能に支持された回転軸との間に潤滑油を供給するための潤滑溝に関する。
【０００２】
【従来の技術】
回転軸を相対回転可能に支持するケースを備えた回転軸支持装置として、たとえば、出力軸を相対回転可能に支持するデフケースを備え、デフケースの回転駆動力を、デフケースに収容されたピニオンギヤを介して、デフケースの回転軸上に配置された左右のサイドギヤにトルク配分して伝達する差動装置が知られている。この差動装置のデフケースは、出力軸が嵌め入れられる嵌入穴を有し、その嵌入穴に、潤滑油が供給される潤滑溝が形成されることが多い。
【０００３】
たとえば、特許文献１の図１には、螺旋形状とされた潤滑溝が示されている。潤滑溝を螺旋形状とすると、出力軸の回転力により潤滑油を軸方向に運搬することが可能となる利点があることから、螺旋形状の潤滑溝は広く採用されている。
【０００４】
【特許文献１】
特開平８−１７０７１８号公報
【特許文献２】
特開平８−１８７５５２号公報
【特許文献３】
特開平２−３８０２９号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、潤滑溝を螺旋形状とすると、デフケースの鋳造時に潤滑溝を形成することができない。これは、螺旋形状の潤滑溝に対応して螺旋形状の突条が形成された中子は、造型したとしても、その中子を金型から取り外そうと、中子を金型に対して垂直方向に移動させる際に、金型に形成されている螺旋形状の潤滑溝と中子に形成されている螺旋形状の突条とが干渉して、突条にアンダーカットが生じてしまうからである。そのため、螺旋形状の潤滑溝は、鋳造工程後、切削加工により形成しているので、工程数の増加により製造コストが増加してしまうという問題がある。
【０００６】
本発明は以上の事情を背景として為されたもので、その目的とするところは、回転軸を相対回転可能に支持するケースに、軸の回転力により潤滑油を軸方向に運搬可能な潤滑溝が備えられており、且つ、安価に製造することができる回転軸支持装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するための本発明は、回転軸が嵌め入れられる嵌入穴を有し、且つ、その回転軸を相対回転可能に支持するケース、を備えた回転軸支持装置であって、前記嵌入穴に、その嵌入穴を周回しつつその嵌入穴の軸方向一方から他方へ向かう潤滑溝が形成されており、その潤滑溝は、少なくとも、前記嵌入穴の軸心を含む前記ケースの中心平面に垂直であってその中心平面と前記嵌入穴との交線を含む垂直平面よりも外周側となる部分が、前記嵌入穴の軸心に垂直な平面と平行な垂直溝部とされていることを特徴とする。
【０００８】
【発明の効果】
この発明によれば、ケースの鋳造に用いる中子を、前記嵌入穴の軸心を含む前記ケースの中心平面に対応する平面で２分割された一対の金型から取り外すために、中子を金型の分割面に対して垂直方向に移動させる際に、潤滑溝を形成するために中子に形成された突条が金型に形成された潤滑溝と干渉することなく、中子をその金型から取り外すことができる。従って、その中子を用いた鋳造により、ケースの鋳造時に、軸の回転力により潤滑油を軸方向に運搬可能な潤滑溝を形成することができるので、製造コストが安価になる。
【０００９】
【発明の態様】
上記発明は、差動装置に適用することができる。すなわち、その差動装置は、出力軸が嵌め入れられる嵌入穴を有し、その嵌入穴の軸心回りに回転させられるデフケースを備え、そのデフケースの回転駆動力を、そのデフケース内に収容されたピニオンギヤを介してそのデフケースの回転軸上に配置された左右のサイドギヤにトルク配分して伝達する差動装置であって、前記嵌入穴に、その嵌入穴を周回しつつその嵌入穴の軸方向一方から他方へ向かう潤滑溝が形成されており、その潤滑溝は、少なくとも、前記嵌入穴の軸心を含む前記デフケースの中心平面に垂直であってその中心平面と前記嵌入穴との交線を含む垂直平面よりも外周側となる部分が、前記嵌入穴の軸心に垂直な平面と平行な垂直溝部とされていることを特徴とする。
【００１０】
前記垂直溝部のみでは、軸が回転しても潤滑油を軸方向に運搬することはできないので、軸方向へ潤滑油を運搬可能とするために、潤滑溝には、垂直溝部の他に、嵌入穴の軸心に垂直な垂直平面に対して平行ではない溝部が必要となる。この溝部は、以下に説明するように、前記中心平面と交差しない部分に形成されてもよいし、中心平面と交差する部分（または中心平面と接する部分）に形成されてもよい。また、その両方に形成されてもよい。
【００１１】
前記中心平面と交差しない部分に、嵌入穴の軸心に垂直な垂直平面と交差する溝部が形成されている場合には、前記潤滑溝は、複数の前記垂直溝部が互いに前記嵌入穴の軸方向において異なる位置に形成されるとともに、その複数の垂直溝部間が、前記中心平面と交差しない部分に形成された第１連結溝部により連結される。このようにすれば、軸の回転力により潤滑油を軸方向に運搬することが可能となる。
【００１２】
また、中心平面と交差する部分（または中心平面と接する部分）に、嵌入穴の軸心に垂直な垂直平面と交差する溝部が形成されている場合には、前記垂直溝部は一方の端が前記中心平面とされ、前記潤滑溝に、互いに隣接する前記垂直溝部の前記中心平面側の端間を連結し、その中心平面から離隔するほどその中心平面と平行な切断面における面積が小さくされている第２連結溝部が形成される。このようにしても、軸の回転力により潤滑油を軸方向に運搬することが可能となり、また、第２連結溝部が中心平面から離隔するほど面積が小さくされているので、その中心平面において分割された中子造型用の２つの金型から中子を取り外すために、中子を中心平面に対して垂直方向にその金型に対して相対移動させる際に、中子に形成された突条において第２連結溝部に対応する部分が金型に形成された第２連結溝部と干渉しない。従って、その中子を用いた鋳造により、ケースの鋳造時に、第２連結溝部を有する潤滑溝を同時に形成することができる。
【００１３】
なお、前記中心平面と交差しない部分に第１連結溝部が形成され、且つ、中心平面と交差する部分（または中心平面と接する部分）に第２連結溝部が形成される場合には、軸の回転による潤滑油の軸方向への運搬が特に容易となる。
【００１４】
【実施例】
以下、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明する。図１は、本発明の一実施例である差動装置１０の断面図であって、デフケース１２を、嵌入穴１４の軸心および小歯車軸１６の軸心を含む平面（以下、この平面を中心平面という）で切断した断面図である。
【００１５】
嵌入穴１４は、図示しない出力軸が相対回転可能に嵌め入れられるものであり、小歯車軸１６は、一対のピニオンギヤ１８を支持するものである。これら嵌入穴１４と小歯車軸１６とは、互いに垂直とされている。デフケース１２内には、その中央に、上記小歯車軸１６と、その小歯車軸１６に支持された上記一対のピニオンギヤ１８と、その一対のピニオンギヤ１８とそれぞれ噛み合っている一対のサイドギヤ２０が収容されている。
【００１６】
さらに、デフケース１２内には、一方のピニオンギヤ１８よりも外側に、上記小歯車軸１６を径方向に貫通し、その小歯車軸１６の軸方向への移動を禁止する軸固定ピン２２が収容されている。
【００１７】
また、デフケース１２の一方の側面（図１の左側の側面）に、前記サイドギヤ２０と同心上となるようにリングギヤ２４が当接させられており、リングギヤ２４はボルト２６によりデフケース１２に固定されているので、デフケース１２は、リングギヤ２４と一体的にサイドギヤ２０の軸心回りに回転させられる。デフケース１２がサイドギヤ２０の軸心回りに回転させられると、デフケース１２の回転駆動力は、ピニオンギヤ１８を介してサイドギヤ２０にトルク配分されて伝達される。
【００１８】
前記嵌入穴１４は、軸心をサイドギヤ２０の軸心と同じくし、一方の端がデフケース１２の側面に連通し、他方の端がサイドギヤ２０の中心に設けられている軸穴２０ａと連通している。また、左右の嵌入穴１４には、その嵌入穴１４を周回しつつ嵌入穴１４の一方の端から他方の端へ向かう一本の潤滑溝３０がそれぞれ形成されている。
【００１９】
潤滑溝３０の前記中心平面と交差する部分は、中心平面と垂直（すなわち紙面に対して垂直）な垂直溝部３２とされており、各垂直溝部３２は、嵌入穴１４の軸方向において互いに異なる位置に形成されている。そして、潤滑溝３０の残りの部分、すなわち、前記中心平面と交差しない部分に、垂直溝部３２間を連結する第１連結溝部３４が形成されている。
【００２０】
図２は、上記デフケース１２を鋳造する際に使用する中子４０を示す図であって、(a)は平面図、(b)は正面図である。この中子４０は、ピニオンギヤ１８、サイドギヤ２０などを収容する空間に対応する中央部４２と、その中央部４２の側面から両側に突き出し、デフケース１２に嵌入穴１４を形成する円柱部４４とを有し、その円柱部４４に、潤滑溝３０を形成するための突条４６が形成されている。この突条４６は、潤滑溝３０の垂直溝部３２に嵌合可能な垂直突条部４８と、潤滑溝３０の第１連結溝部３４に嵌合可能な第１連結突条部５０とからなる。
【００２１】
図３は、図２(a)のIII-III線断面図である。なお、図３には、二点差線により、中子４０を鋳形或いは鋳造する際に用いる一対の上金型５２と下金型５４を併せて示す。上金型５２は、中子４０と嵌合している位置から、その当接面５２ａに対して垂直な方向へ移動させた状態であり、下金型５４は中子４０と嵌合している状態である。これら一対の金型５２、５４は、鋳形或いは鋳造時には、上金型５２の当接面５２ａと下金型５４の当接面５４ａとが互いに当接させられるので、当接面５２ａ、５４ａは、一対の金型５２、５４の分割面である。なお、これら一対の金型５２、５４には、図示しないが、デフケース１２に形成されているものと同様の嵌入穴１４および潤滑溝３０などが形成されている。
【００２２】
Ａ−Ａ線およびＢ−Ｂ線は、下金型５４の当接面５４ａを含む平面に垂直であって、円柱部４４に接する平面を示している。垂直突条部４８は、図３においてＡ−Ａ線およびＢ−Ｂ線で示す平面よりも外周側部分を含むように形成されている。また、当接面５４ａを含む平面は図１の中心平面に対応し、Ａ−Ａ線およびＢ−Ｂ線は、その中心平面に垂直であって、その中心平面と嵌入穴１４の交線を含む垂直平面に対応する。従って、この中子４０により形成される潤滑溝３０は、前記中心平面に垂直であって、その中心平面と嵌入穴１４の交線を含む垂直平面よりも外周側となる部分が垂直溝部３２とされる。
【００２３】
上金型５２を中子４０と嵌合する方向、すなわち、図３の下方向に移動させると分かるように、突条４６と金型５２、５４とが干渉する可能性があるのは、図３のＡ−Ａ線およびＢ−Ｂ線で示す平面よりも外周側部分であるので、第１連結突条部５０は金型５２、５４と干渉しない。また、本実施例では、図３のＡ−Ａ線およびＢ−Ｂ線で示す平面よりも外周側部分は垂直突条部４８とされているので、上金型５２を当接面５２ａに対してその垂直方向上側に移動させる際、および、下金型５４を当接面５４ａに対してその垂直方向下側に移動させる際に、垂直突条部４８も金型５２、５４と干渉しない。従って、突条４６にアンダーカットが生じることなく、中子４０を金型５２、５４から取り外すことができる。
【００２４】
上述のように、本実施例によれば、デフケース１２の鋳造に用いる中子４０を、嵌入穴１４の軸心を含むデフケース１２の中心平面に対応する平面で２分割された一対の金型５２、５４から取り外すために、中子４０を金型５２、５４の当接面５２ａ、５４ａに対して垂直方向に移動させる際に、潤滑溝３０を形成するために中子４０に形成された突条４６が金型５２、５４に形成された潤滑溝と干渉することなく、中子４０をその金型５２、５４から取り外すことができる。従って、その中子４０を用いた鋳造により、デフケース１２の鋳造時に、軸の回転力により潤滑油を軸方向に運搬可能な潤滑溝を形成することができるので、製造コストが安価になる。
【００２５】
また、本実施例によれば、潤滑溝３０は、複数の垂直溝部３２が互いに嵌入穴１４の軸方向において異なる位置に形成されるとともに、それら複数の垂直溝部３２間が、前記中心平面と交差しない部分に形成された第１連結溝部３４により連結されているので、出力軸の回転力により潤滑油を軸方向に運搬することが可能となる。
【００２６】
次に、本発明の第２実施例を説明する。なお、以下の説明において、前述の実施例と構成が同一の部分には、同一の符号を付して説明を省略する。
【００２７】
図４は、第２実施例の差動装置６０の断面図であって、第１実施例の図１に対応する図である。第２実施例が第１実施例と異なる点は、デフケース６２に形成された潤滑溝６４の構造のみである。
【００２８】
潤滑溝６４は、前述の実施例の潤滑溝３０と同様に、第１連結溝部３４を有しているが、第２実施例の垂直溝部６６は第１実施例の垂直溝部３２が前記中心平面において２本に分割された構成となっている。すなわち、垂直溝部６６は、第１連結溝部３４側の端の位置は前述の第１実施例と同様であるが、他方の端が前記中心平面（すなわち嵌入穴１４の軸心および小歯車軸１６の軸心を含む平面）とされており、潤滑溝６４を拡大して示す正面図である図５に示すように、隣接する垂直溝部６６は嵌入穴１４の軸方向の異なる位置に形成されている。さらに、潤滑溝６４には、その垂直溝部６６の中心平面側の端間を連結する第２連結溝部６８が形成されている。
【００２９】
図６は、図４のVI矢視斜視図である。図６に示すように、第２連結溝部６８は、前記中心平面と平行な切断面の面積が中心平面から離隔するほど小さくされている。また、図６に示すように、中心平面で切断された第２連結溝部６８の下半分の形状は、中心平面と平行な切断面の形状が矩形であり、また、嵌入穴１４の軸心に垂直な切断面の形状も矩形とされ、垂直溝部６６側ほど、嵌入穴１４の軸心に垂直な切断面における面積が大きくされている楔形の溝である。なお、図６には図示しない第２連結溝部６８の上半分の形状も、図６に示す第２連結溝部６８の下半分の形状と同様である。
【００３０】
図７は、第２実施例のデフケース６２を鋳造する際に使用する中子７０を示す図であって、(a)は平面図、(b)は正面図である。
【００３１】
潤滑溝６４を形成するために、中子７０の円柱部４４に形成されている突条７２は、潤滑溝６４の垂直溝部６６、第１連結溝部３４および第２連結溝部６８にそれぞれ嵌合可能な垂直突条部７４、第１連結突条部５０および第２連結突条部７６を有している。
【００３２】
この中子７０を、前記中心平面に相当する面、すなわち、中子７０の軸心を含み第２連結突条部７６を２分割する面を互いの当接面とする図示しない一対の金型により成形する場合、第１実施例で説明したように、垂直突条部６６および第１連結突条部５０は金型と干渉しない。また、第２連結突条部７６は、金型の当接面に対して垂直ではないが、その当接面と交差するように、すなわち金型の開口と交差するように形成されており、且つ、その当接面から離隔するほどその当接面に平行な切断面における面積が小さくされているので、第２連結突条部７６も金型と干渉しない。
【００３３】
上述の第２実施例によれば、デフケース６２の鋳造に用いる中子７０を、嵌入穴１４の軸心を含むデフケース６２の中心平面に対応する平面で２分割された一対の金型から取り外すために、中子７０を金型の当接面に対して垂直方向に移動させる際に、潤滑溝６４を形成するために中子７０に形成された突条７２が金型に形成された潤滑溝と干渉することなく、中子７０をその金型から取り外すことができる。従って、その中子７０を用いた鋳造により、デフケース６２の鋳造時に、軸の回転力により潤滑油を軸方向に運搬可能な潤滑溝を形成することができるので、製造コストが安価になる。
【００３４】
また、第２実施例によれば、潤滑溝６４に、第１連結溝部５０に加えて第２連結溝部６８が形成されているので、出力軸の回転による潤滑油の軸方向への運搬が特に容易となる。
【００３５】
以上、本発明の実施例を図面に基づいて説明したが、本発明は当業者の知識に基づいて種々の変更、改良を加えた態様で実施することができる。
【００３６】
たとえば、本発明は、前述の実施例で示した差動装置以外の型式の差動装置にも適用でき、また、差動装置以外の回転軸支持装置にも適用することができる。また、本発明は、鍛造によって製造される装置にも適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例である差動装置の断面図であって、デフケースを、嵌入穴の軸心および小歯車軸の軸心を含む中心平面で切断した断面図である。
【図２】図１のデフケースを鋳造する際に使用する中子を示す図であって、(a)は平面図、(b)は正面図である。
【図３】図２のIII-III線断面図である。
【図４】第２実施例の差動装置の断面図であって、第１実施例の図１に対応する図である。
【図５】第２実施例の潤滑溝を拡大して示す正面図である。
【図６】図４のＶＩ矢視斜視図である。
【図７】第２実施例のデフケースを鋳造する際に使用する中子を示す図であって、(a)は平面図、(b)は正面図である。
【符号の説明】
１０：差動装置（回転軸支持装置）
１２：デフケース（ケース）
１４：嵌入穴
１８：ピニオンギヤ
２０：サイドギヤ
３０：潤滑溝
３２：垂直溝部
３４：第１連結溝部
４０：中子
４６：突条
６０：差動装置（回転軸支持装置）
６２：デフケース（ケース）
６４：潤滑溝
６６：垂直溝部
６８：第２連結溝部
７０：中子
７２：突条

Claims

回転軸が嵌め入れられる嵌入穴を有し、且つ、該回転軸を相対回転可能に支持するケース、を備えた回転軸支持装置であって、
前記嵌入穴に、該嵌入穴を周回しつつ該嵌入穴の軸方向一方から他方へ向かう潤滑溝が形成されており、
該潤滑溝は、少なくとも、前記嵌入穴の軸心を含む前記ケースの中心平面に垂直であって該中心平面と前記嵌入穴との交線を含む垂直平面よりも外周側となる部分が、前記嵌入穴の軸心に垂直な平面と平行な垂直溝部とされていることを特徴とする回転軸支持装置。
出力軸が嵌め入れられる嵌入穴を有し、該嵌入穴の軸心回りに回転させられるデフケースを備え、
該デフケースの回転駆動力を、該デフケース内に収容されたピニオンギヤを介して該デフケースの回転軸上に配置された左右のサイドギヤにトルク配分して伝達する差動装置であって、
前記嵌入穴に、該嵌入穴を周回しつつ該嵌入穴の軸方向一方から他方へ向かう潤滑溝が形成されており、
該潤滑溝は、少なくとも、前記嵌入穴の軸心を含む前記デフケースの中心平面に垂直であって該中心平面と前記嵌入穴との交線を含む垂直平面よりも外周側となる部分が、前記嵌入穴の軸心に垂直な平面と平行な垂直溝部とされていることを特徴とする差動装置。
前記潤滑溝は、複数の前記垂直溝部が互いに前記嵌入穴の軸方向において異なる位置に形成されるとともに、該複数の垂直溝部間が、前記中心平面と交差しない部分に形成された第１連結溝部により連結されていることを特徴とする請求項２に記載の差動装置。
前記垂直溝部は一方の端が前記中心平面とされており、
前記潤滑溝に、互いに隣接する前記垂直溝部の前記中心平面側の端間を連結し、該中心平面から離隔するほど該中心平面と平行な切断面における面積が小さくされている第２連結溝部が形成されていることを特徴とする請求項２に記載の差動装置。
前記垂直溝部は一方の端が前記中心平面とされており、
前記潤滑溝に、互いに隣接する前記垂直溝部の前記中心平面側の端間を連結し、該中心平面から離隔するほど該中心平面と平行な切断面における面積が小さくされている第２連結溝部が形成されていることを特徴とする請求項３に記載の差動装置。