JP7064403B2

JP7064403B2 - 車両のオイル供給構造

Info

Publication number: JP7064403B2
Application number: JP2018143583A
Authority: JP
Inventors: 陸也伊藤
Original assignee: Subaru Corp
Current assignee: Subaru Corp
Priority date: 2018-07-31
Filing date: 2018-07-31
Publication date: 2022-05-10
Anticipated expiration: 2038-07-31
Also published as: JP2020020384A

Description

本発明は、車両のオイル供給構造に関する。

車両のデファレンシャルギヤは、ケーシング内のオイルによって潤滑される。デファレンシャルギヤに連結されたシャフトは、ケーシング内に設けられた軸受によって軸支される。ここでは、ケーシング内のうち、デファレンシャルギヤが配される空間を主油室、軸受が配される空間を副油室とする。主油室のオイルは、副油室にも供給されて軸受を潤滑する。

例えば、特許文献１には、シャフト近傍にオイルディフレクタが配され、オイルディフレクタにフロートを設けた構成が記載されている。車両の右左折時、主油室から副油室にオイルが流出し過ぎないように、オイルディフレクタがフロートの浮力によって変形する。

実開昭６１－１７１６０４号公報

ところで、車両には、上記のデファレンシャルギヤに限らず、主油室から副油室にオイルが供給されるといった構造が用いられることがある。このような構造では、車両の傾斜などにより、副油室から主油室にオイルが流れ込み、副油室のオイルの量が減少し過ぎるといった課題があった。

そこで、本発明は、副油室のオイルの不足を抑制することを目的としている。

上記課題を解決するために、本発明の車両のオイル供給構造は、主油室と、主油室に対して連続する副油室と、主油室のオイルを副油室に送出する送出部と、主油室に開口する第１開口部、および、副油室に開口する第２開口部を有し、副油室のオイルを主油室に還流させる戻り油路と、主油室において第１開口部に対向して配され、オイルよりも比重が小さい弁体と、弁体を第１開口部側に付勢する付勢部と、を備える。

副油室が主油室よりも鉛直上方に位置する向きに所定角度分だけ傾斜したとき、第１開口部は、主油室のオイルの液面よりも鉛直上方に位置してもよい。

弁体は、副油室および戻り油路のオイルの量が閾値を超えると、オイルの自重により第１開口部から離隔してもよい。

主油室に設けられ、送出部を構成するギヤと、副油室に設けられ、ギヤに連結された出力軸を軸支する軸受と、を備えてもよい。

本発明によれば、副油室のオイルの不足を抑制することができる。

車両のオイル供給構造の構成を示す第１の図である。車両のオイル供給構造の構成を示す第２の図である。戻り油路のうち、主油室側の第１開口部近傍を示す図である。第１開口部が閉じた状態を説明するための図である。第１変形例を説明するための図である。第１変形例を説明するための図である。第２変形例を説明するための図である。第２変形例を説明するための図である。

以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。かかる実施形態に示す寸法、材料、その他具体的な数値等は、発明の理解を容易にするための例示に過ぎず、特に断る場合を除き、本発明を限定するものではない。なお、本明細書および図面において、実質的に同一の機能、構成を有する要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略し、また本発明に直接関係のない要素は図示を省略する。

図１は、車両１００のオイル供給構造１１０の構成を示す第１の図である。図１には、オイル供給構造１１０の断面図を示す。図１中、上下方向は、車両１００の車幅方向（例えば、水平方向）である。図１中、左側が車両１００の前方側、右側が車両１００の後方側である。

図１に示すように、オイル供給構造１１０では、ケーシング１１２内に主油室１１２ａ、副油室１１２ｂが形成される。副油室１１２ｂは、主油室１１２ａに対して連続して形成される。主油室１１２ａには、リアデファレンシャルギヤ１１４が配される。副油室１１２ｂには、ピニオンギヤシャフト１１６（出力軸）が配される。副油室１１２ｂは、ピニオンギヤシャフト１１６の軸方向に主油室１１２ａよりも長く延在する。

副油室１１２ｂには、複数の軸受１１８ａ、１１８ｂ、１１８ｃが配される。複数の軸受１１８ａ、１１８ｂ、１１８ｃは、ピニオンギヤシャフト１１６の軸方向に互いに離隔している。軸受１１８ａは、軸受１１８ｂよりも主油室１１２ａから離隔する。軸受１１８ｂは、軸受１１８ｃよりも主油室１１２ａから離隔する。ピニオンギヤシャフト１１６は、複数の軸受１１８ａ、１１８ｂ、１１８ｃに回転自在に軸支される。ピニオンギヤシャフト１１６の端部１１６ａは、主油室１１２ａ側に突出する。ピニオンギヤシャフト１１６の端部１１６ａには、ドライブピニオンギヤ１２０が設けられる。

リアデファレンシャルギヤ１１４は、リングギヤ１１４ａ（ギヤ）、デフケース１１４ｂ、ピニオンシャフト１１４ｃ、一対のピニオンギヤ１１４ｄ、一対のサイドギヤ１１４ｅを有する。リングギヤ１１４ａは、ドライブピニオンギヤ１２０と噛み合う。リングギヤ１１４ａは、デフケース１１４ｂに取り付けられる。ドライブピニオンギヤ１２０が回転すると、リングギヤ１１４ａが回転する。ドライブピニオンギヤ１２０の回転軸とリングギヤ１１４ａの回転軸は直交する。デフケース１１４ｂは、ドライブピニオンギヤ１２０と一体回転する。

デフケース１１４ｂは、ケーシング１１２に回転自在に支持される。デフケース１１４ｂは、ピニオンシャフト１１４ｃ、一対のピニオンギヤ１１４ｄ、一対のサイドギヤ１１４ｅを収容する。

ピニオンシャフト１１４ｃは、デフケース１１４ｂに支持される。ピニオンシャフト１１４ｃの中心軸は、デフケース１１４ｂの回転軸に対して直交する。ピニオンシャフト１１４ｃは、デフケース１１４ｂと一体回転する。一対のピニオンギヤ１１４ｄは、ピニオンシャフト１１４ｃに対して回転自在に支持される。一対のピニオンギヤ１１４ｄは、互いに向かい合ってピニオンシャフト１１４ｃに取り付けられる。

一対のピニオンギヤ１１４ｄは、一対のサイドギヤ１１４ｅと噛み合っている。一対のサイドギヤ１１４ｅは、デフケース１１４ｂに回転自在に支持される。一対のサイドギヤ１１４ｅには、それぞれ、リアドライブシャフト１２２、１２４が連結される。

車両１００の駆動源（エンジン、モータなど）から出力された駆動力は、不図示のトランスミッション、プロペラシャフトなどを介してピニオンギヤシャフト１１６に伝達される。ピニオンギヤシャフト１１６に伝達された駆動力は、リアデファレンシャルギヤ１１４、リアドライブシャフト１２２、１２４を介して後輪に伝達される。

リアデファレンシャルギヤ１１４は、リアドライブシャフト１２２と、リアドライブシャフト１２４との差回転を吸収する。また、リアデファレンシャルギヤ１１４は、ピニオンギヤシャフト１１６から入力される駆動力を調整し、左右のリアドライブシャフト１２２、１２４に伝達（分配）する。

図２は、車両１００のオイル供給構造１１０の構成を示す第２の図である。図２には、図１の断面に対して直交し、ピニオンギヤシャフト１１６の回転軸を含む面による断面図を示す。図２中、上下方向は、車両１００の高さ方向（例えば、鉛直方向）である。図２中、左側が車両１００の前方側、右側が車両１００の後方側である。

主油室１１２ａには、オイルが貯留されている。図２において、オイルの液面Ｆを一点鎖線で示す。リングギヤ１１４ａの一部は、オイルの液面Ｆよりも鉛直下方に位置し、オイルに浸されている。車両１００の走行中、リングギヤ１１４ａが回転すると、オイルは、リングギヤ１１４ａに掻き揚げられて、ケーシング１１２内に飛散する。これにより、リアデファレンシャルギヤ１１４の各部が潤滑される。

ケーシング１１２には、主油室１１２ａの一部と、副油室１１２ｂの一部を、鉛直方向の上下に区分けする隔壁部１１２ｃが形成される。隔壁部１１２ｃは、ピニオンギヤシャフト１１６の回転軸方向に延在する。隔壁部１１２ｃは、２つの軸受１１８ｂ、１１８ｃの鉛直上方に位置する。主油室１１２ａは、隔壁部１１２ｃの鉛直上方において、軸受１１８ｂよりも軸受１１８ａ側まで延在する。

隔壁部１１２ｃには、貫通孔１１２ｄ、１１２ｅが形成される。貫通孔１１２ｄ、１１２ｅは、隔壁部１１２ｃを、例えば、鉛直方向（ピニオンギヤシャフト１１６の径方向）に貫通する。貫通孔１１２ｄは、貫通孔１１２ｅよりもリングギヤ１１４ａ側に位置する。貫通孔１１２ｄは、副油室１１２ｂのうち、軸受１１８ｂ、１１８ｃの間に開口する。貫通孔１１２ｅは、副油室１１２ｂのうち、軸受１１８ａ、１１８ｂの間に開口する。

リングギヤ１１４ａに掻き揚げられたオイルの一部は、図２中、二点鎖線の矢印で示すように、主油室１１２ａのうち、隔壁部１１２ｃの鉛直上方の空間に飛散し、貫通孔１１２ｄ、１１２ｅを通って副油室１１２ｂに供給される。オイルは、ピニオンギヤシャフト１１６の回転により副油室１１２ｂ内を飛散し、軸受１１８ａ、１１８ｂ、１１８ｃを潤滑する。このように、リングギヤ１１４ａは、オイルを主油室１１２ａから副油室１１２ｂに送出する送出部として機能する。

また、図１、図２に示すように、ケーシング１１２には、戻り油路１１２ｆが形成されている。戻り油路１１２ｆは、主油室１１２ａと副油室１１２ｂとの連続部分から離隔して形成される。戻り油路１１２ｆは、第１開口部１１２ｇ、第２開口部１１２ｈを有する。第１開口部１１２ｇは、主油室１１２ａのうち、車両１００の前方側に開口する。第２開口部１１２ｈは、副油室１１２ｂのうち、軸受１１８ａと、軸受１１８ｂとの間に開口する。戻り油路１１２ｆは、主油室１１２ａと副油室１１２ｂとを連通する。副油室１１２ｂのオイルは、戻り油路１１２ｆを通って主油室１１２ａに還流する。

戻り油路１１２ｆは、例えば、図１に示すように、副油室１１２ｂ（ピニオンギヤシャフト１１６）に対して、車幅方向（水平方向）に位置する。ただし、戻り油路１１２ｆは、副油室１１２ｂに対して、鉛直下側に位置してもよい。

また、戻り油路１１２ｆは、車両１００の前方から後方に向かうに従って、鉛直下方となる向きに傾斜している。副油室１１２ｂのオイルは、自重により戻り油路１１２ｆを通って主油室１１２ａに還流する。

ところで、オイル供給構造１１０は、傾斜することがある。車両１００の登坂時では、オイル供給構造１１０は、副油室１１２ｂが主油室１１２ａよりも鉛直上方に位置する向きの傾斜となる。そうすると、車両１００が水平であるときよりも、副油室１１２ｂから主油室１１２ａにオイルが流れ込み、副油室１１２ｂのオイルが不足してしまうおそれがある。

図３は、戻り油路１１２ｆのうち、主油室１１２ａ側の第１開口部１１２ｇ近傍を示す図である。図３に示すように、オイル供給構造１１０は、弁体１３０、および、弾性ばね１４０（付勢部）を含む。弁体１３０は、蓋部材１３２、および、フロート１３４を含む。

第１開口部１１２ｇは、ケーシング１１２のうち、例えば、平面に開口する。蓋部材１３２は、例えば、板形状であり、第１開口部１１２ｇに対向する。フロート１３４は、例えば、球体形状である。フロート１３４は、例えば、発泡スチロールなどで構成される。弁体１３０の比重は、オイルの比重（密度）よりも小さい。フロート１３４は、蓋部材１３２に固定され、蓋部材１３２とフロート１３４は、一体となっている。

弾性ばね１４０は、例えば、捩りばね（トーションばね）で構成される。弾性ばね１４０の一端は、ケーシング１１２のうち、第１開口部１１２ｇよりも鉛直上方の部位に固定される。弾性ばね１４０の他端は、蓋部材１３２の一端側に固定される。

弾性ばね１４０は、図３中、矢印で示すように、弾性ばね１４０を回転軸として蓋部材１３２を第１開口部１１２ｇに近接させる向きに、蓋部材１３２に付勢（押圧）する。また、車両１００が水平であるとき、フロート１３４の一部は、オイルの液面Ｆよりも鉛直下方に進入している。そのため、フロート１３４の浮力により、弁体１３０には、第１開口部１１２ｇから離隔する方向の力が作用する。その結果、図３に示すように、第１開口部１１２ｇが開いた状態となる。

図４は、第１開口部１１２ｇが閉じた状態を説明するための図である。ここでは、車両１００の登坂に伴い、副油室１１２ｂが主油室１１２ａよりも鉛直上方に位置する向きに所定角度分だけ傾斜したものとする。

主油室１１２ａのオイルが、主油室１１２ａのうち、第１開口部１１２ｇから離隔した車両１００の後方側に移動する。その結果、図４に示すように、傾斜に伴って主油室１１２ａのオイルの液面Ｆが第１開口部１１２ｇよりも鉛直下方に移動する。すなわち、第１開口部１１２ｇは、主油室１１２ａのオイルの液面Ｆよりも鉛直上方に位置する。

フロート１３４のうち、オイルの液面Ｆに進入している体積が、図３に示す状態よりも小さくなり、フロート１３４に作用する浮力が小さくなる。そのため、蓋部材１３２は、弾性ばね１４０の弾性力により、第１開口部１１２ｇ側に近接移動し、第１開口部１１２ｇに当接する。

その結果、戻り油路１１２ｆが閉じられて、副油室１１２ｂから主油室１１２ａに還流するオイルの量が抑制される。こうして、副油室１１２ｂにオイルが貯留され、副油室１１２ｂのオイルが不足することを抑制可能となる。

また、副油室１１２ｂおよび戻り油路１１２ｆのオイルの量が閾値を超えると、弁体１３０（蓋部材１３２）に作用するオイルの重量は、弾性ばね１４０の弾性力よりも大きくなる。そのため、蓋部材１３２は、第１開口部１１２ｇから離隔する。すなわち、第１開口部１１２ｇが開いた状態となる。副油室１１２ｂのオイルは、再び、戻り油路１１２ｆから主油室１１２ａに還流するようになる。

このように、弾性ばね１４０の弾性係数、および、弁体１３０（フロート１３４）の浮力のバランス調整がなされている。そのため、副油室１１２ｂにオイルが貯留され過ぎて、主油室１１２ａのオイルが不足するといった事態の発生が抑制される。

図５、図６は、第１変形例を説明するための図である。図５には、第１開口部１１２ｇが開いた状態が示され、図６には、第１開口部１１２ｇが閉じた状態が示される。図５、図６に示すように、第１変形例では、弁体２３０として、蓋部材１３２が設けられていない。弁体２３０は、フロートで構成される。弁体２３０は、例えば、球体形状であり、例えば、発泡スチロールなどで構成される。弁体２３０の比重（密度）は、オイルの比重よりも小さい。弁体２３０は、第１開口部１１２ｇに対向する。

弾性ばね２４０（付勢部）は、引張ばねで構成される。弾性ばね２４０の一端は、ケーシング１１２のうち、戻り油路１１２ｆの内部に固定される。弾性ばね２４０の他端は、弁体２３０に固定される。弾性ばね２４０は、弁体２３０を第１開口部１１２ｇに近接させる向きに、弁体２３０に付勢（引張）する。

図５に示すように、また、車両１００が水平であるとき、弁体２３０の一部は、オイルの液面Ｆよりも鉛直下方に進入している。そのため、弁体２３０には、第１開口部１１２ｇから離隔する方向の浮力が作用する。その結果、第１開口部１１２ｇが開いた状態となる。

図６に示すように、副油室１１２ｂが主油室１１２ａよりも鉛直上方に位置する向きに所定角度分だけ傾斜する。傾斜に伴って主油室１１２ａのオイルの液面Ｆが第１開口部１１２ｇよりも鉛直下方に移動する。そうすると、弁体２３０に作用する浮力が小さくなるため、弁体２３０は、弾性ばね２４０の弾性力により、第１開口部１１２ｇに当接する。

ケーシング１１２のうち、第１開口部１１２ｇが開口する面は、弁体２３０の形状に合わせて湾曲している。そのため、弁体２３０が第１開口部１１２ｇに当接したとき、弁体２３０と第１開口部１１２ｇとの間に隙間が生じ難い。

こうして、副油室１１２ｂにオイルが貯留され易くなり、副油室１１２ｂのオイルが不足することを抑制可能となる。また、副油室１１２ｂおよび戻り油路１１２ｆのオイルの量が閾値を超えると、弁体２３０に作用するオイルの重量は、弾性ばね２４０の弾性力よりも大きくなる。そのため、弁体２３０は、第１開口部１１２ｇから離隔する。このように、弾性ばね２４０の弾性係数、および、弁体２３０の浮力のバランス調整がなされている。そのため、副油室１１２ｂにオイルが貯留され過ぎて、主油室１１２ａのオイルが不足するといった事態の発生が抑制される。

図７、図８は、第２変形例を説明するための図である。図７には、第１開口部１１２ｇが開いた状態が示され、図８には、第１開口部１１２ｇが閉じた状態が示される。図７、図８に示すように、第２変形例では、第１変形例と同様の弁体２３０、弾性ばね２４０が設けられる。

弾性ばね２４０の一端は、ケーシング１１２に固定される。弾性ばね２４０の他端は、引張部材３４２の一端に固定される。引張部材３４２は、例えば、弦（糸、紐）状の部材である。引張部材３４２の他端は、ケーシング１１２に固定される。引張部材３４２は、弁体２３０に張架される。弾性ばね２４０（引張部材３４２）は、弁体２３０を第１開口部１１２ｇに近接させる向きに、弁体２３０を付勢（引張）する。

図７に示すように、また、車両１００が水平であるとき、弁体２３０の一部は、オイルの液面Ｆよりも鉛直下方に進入している。そのため、弁体２３０には、第１開口部１１２ｇから離隔する方向の浮力が作用する。その結果、第１開口部１１２ｇが開いた状態となる。

図８に示すように、副油室１１２ｂが主油室１１２ａよりも鉛直上方に位置する向きに所定角度分だけ傾斜する。傾斜に伴って主油室１１２ａのオイルの液面Ｆが第１開口部１１２ｇよりも鉛直下方に移動する。弁体２３０に作用する浮力が小さくなるため、弁体２３０は、弾性ばね２４０の弾性力により、第１開口部１１２ｇに当接する。

第１変形例と同様、ケーシング１１２のうち、第１開口部１１２ｇが開口する面は、弁体２３０の形状に合わせて湾曲している。そのため、弁体２３０が第１開口部１１２ｇに当接したとき、弁体２３０と第１開口部１１２ｇとの間に隙間が生じ難い。

以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明はかかる実施形態に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。

例えば、上述した実施形態および変形例では、リアデファレンシャルギヤ１１４の潤滑に用いられるオイル供給構造１１０について説明した。しかし、オイル供給構造１１０は、フロントデファレンシャルギヤの潤滑に用いられてもよい。また、オイル供給構造１１０は、車両１００の他の部材の潤滑または冷却に用いられてもよい。この場合、送出部として機能する部材は、ギヤに限らずポンプなどであってもよい。

また、上述した実施形態および変形例では、副油室１１２ｂが主油室１１２ａよりも鉛直上方に位置する向きに所定角度分だけ傾斜したとき、第１開口部１１２ｇは、主油室１１２ａのオイルの液面Ｆよりも鉛直上方に位置する場合について説明した。しかし、副油室１１２ｂが主油室１１２ａよりも鉛直上方に位置する向きに所定角度分だけ傾斜したとき、第１開口部１１２ｇは、主油室１１２ａのオイルの液面Ｆと同じ高さに位置してもよいし、オイルの液面Ｆよりも鉛直下方に位置してもよい。いずれにしても、弁体１３０の浮力変化により、第１開口部１１２ｇが開閉すればよい。ただし、副油室１１２ｂが主油室１１２ａよりも鉛直上方に位置する向きに所定角度分だけ傾斜したとき、第１開口部１１２ｇは、主油室１１２ａのオイルの液面Ｆよりも鉛直上方に位置する場合、弁体１３０、２３０に作用する浮力の変化が大きく、第１開口部１１２ｇの開閉がより確実に行われる。

また、上述した実施形態および変形例では、弁体１３０、２３０は、副油室１１２ｂおよび戻り油路１１２ｆのオイルの量が閾値を超えると、オイルの自重により第１開口部１１２ｇから離隔する場合について説明した。ただし、弁体１３０、２３０は、副油室１１２ｂおよび戻り油路１１２ｆのオイルの量にかかわらず、第１開口部１１２ｇに当接していてもよい。

また、上述した実施形態および変形例では、副油室１１２ｂが主油室１１２ａよりも鉛直上方に位置する向きに所定角度分だけ傾斜したとき、弁体１３０、２３０が第１開口部１１２ｇに当接して第１開口部１１２ｇが閉じられる場合について説明した。しかし、弁体１３０、２３０は、傾斜前よりも第１開口部１１２ｇに近接すれば、第１開口部１１２ｇが完全に閉じられなくてもよい。

また、上述した実施形態および変形例では、弁体１３０、２３０が球体形状、蓋部材１３２が板形状である場合について説明した。しかし、弁体１３０、２３０、蓋部材１３２の形状は、これらに限定されない。

上述した実施形態および変形例では、付勢部として弾性ばね１４０、２４０を例に挙げて説明した。しかし、付勢部は、弁体１３０、２３０を第１開口部１１２ｇ側に付勢すればよく、弾性ばねに限られない。

本発明は、車両のオイル供給構造に利用できる。

１００車両
１１０オイル供給構造
１１２ａ主油室
１１２ｂ副油室
１１２ｆ戻り油路
１１２ｇ第１開口部
１１２ｈ第２開口部
１１４ａリングギヤ（ギヤ）
１１６ピニオンギヤシャフト（出力軸）
１１８ａ、１１８ｂ、１１８ｃ軸受
１３０、２３０弁体
１４０、２４０弾性ばね（付勢部）
Ｆ液面

Claims

主油室と、
前記主油室に対して連続する副油室と、
前記主油室のオイルを前記副油室に送出する送出部と、
前記主油室に開口する第１開口部、および、前記副油室に開口する第２開口部を有し、前記副油室のオイルを前記主油室に還流させる戻り油路と、
前記主油室において前記第１開口部に対向して配され、前記オイルよりも比重が小さい弁体と、
前記弁体を前記第１開口部側に付勢する付勢部と、
を備える車両のオイル供給構造。
前記副油室が前記主油室よりも鉛直上方に位置する向きに所定角度分だけ傾斜したとき、前記第１開口部は、前記主油室のオイルの液面よりも鉛直上方に位置する請求項１に記載の車両のオイル供給構造。
前記弁体は、前記副油室および前記戻り油路のオイルの量が閾値を超えると、前記オイルの自重により前記第１開口部から離隔する請求項１または２に記載の車両のオイル供給構造。
前記主油室に設けられ、前記送出部を構成するギヤと、
前記副油室に設けられ、前記ギヤに連結された出力軸を軸支する軸受と、
を備える請求項１から３のいずれか１項に記載の車両のオイル供給構造。