説明

ワッシャ

【解決手段】 環状のワッシャ1は、スラスト面1A(端面)に、潤滑油供給溝2を備えている。潤滑油供給溝2は、内方の端部3Aが内周部1Bに開口する複数の内方給油溝3と、外方の端部4Aが外周部1Cに開口する複数の外方給油溝4とから構成されている。上記内方給油溝3と外方給油溝4はS字形に形成されるとともに、スラスト面1Aの円周方向において互い違いに配置されている。放射方向の中央部分1Dにおいて上記内方給油溝3と外方給油溝4とがオーバラップしており、そこが潤滑油の貯溜部3D、4Dとなっている。
【効果】 スラスト面1Aに十分な潤滑油の油膜を形成できるので、耐摩耗性と耐焼付性に優れたワッシャ1を提供できる。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明はワッシャに関し、より詳しくは、スラスト面(端面)に潤滑油供給溝を備えて例えば差動歯車機構に用いて好適なワッシャに関する。
【背景技術】
【0002】
従来、自動車の差動歯車機構は周知であり、差動歯車機構はケーシング内にサイドギヤを備えるとともに、それらサイドギヤの端面とケーシングとの間にワッシャが配置されている。そして、この差動歯車機構用のワッシャは鉄系材料からなり、かつ薄肉の環状に形成されており、スラスト方向の荷重を受けながら相前後する部材に対して円周方向に正逆に摺動するようになっている。
従来の差動歯車機構用のワッシャは、図5に示すように円周方向複数箇所に潤滑油を保持するための8個の貫通孔が穿設されている。また、差動歯車機構用のワッシャは、図5に示すように、相手材と摺動する際の回転速度は通常数十rpm、片輪空転時に最大1000rpm程度と低速であるため、スラスト面に十分な油膜を形成しにくいという欠点があった。
なお、差動歯車機構用のワッシャではないけれども、スラスト方向の荷重を受けるワッシャ部材およびそのスラスト面の改良として例えば特許文献1〜特許文献3が公知である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】実開昭63−141323号公報
【特許文献2】特開2005−098324号公報
【特許文献3】特開2002−349550号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
ところで、前述したように、従来の差動歯車機構用のワッシャは潤滑油を保持するために複数の貫通孔を備えているが、スラスト面に十分な油膜を形成するのが困難であった。そのため、従来では、ワッシャのスラスト面の耐摩耗性と耐焼付性を向上させるために、スラスト面の表面に特殊なコーティングを施す等の加工が必要であった。そのため、従来のワッシャは、表面加工処理の費用が高くなり、ひいては製造コストが高くなるという欠点があった。
【課題を解決するための手段】
【0005】
上述した事情に鑑み、本発明は、相手材と摺動するスラスト面を備えた環状のワッシャにおいて、
潤滑油を貯溜するための潤滑油供給溝を上記スラスト面に形成し、上記潤滑油供給溝は、一端がワッシャの内周部に開口するとともに他端がスラスト面の放射方向の中央部分に位置し、かつ円周方向複数箇所に形成された内方給油溝と、一端がワッシャの外周部に開口するとともに他端がスラスト面の放射方向の中央部分に位置し、かつ上記内方給油溝と円周方向において互い違いに形成された外方給油溝とを備えており、さらに、上記内方給油溝および外方給油溝はS字形またはZ字形に形成されるとともにスラスト面の放射方向においてオーバラップして配置されていることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【0006】
上述した構成によれば、上記潤滑油供給溝がスラスト面に形成されているので、潤滑油は上記潤滑油供給溝に貯溜されることになり、従ってスラスト面に十分な油膜を形成することができる。そして、上記スラスト面に上記潤滑油供給溝が形成されているので、耐摩耗性等の摺動特性を向上させるためにスラスト面に特別なコーティング処理を施す必要がない。
したがって、製造コストの増加を抑制して摺動性能が良好なワッシャを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【0007】
【図1】本発明の一実施例を示す正面図。
【図2】図1における矢印II方向からの要部の正面図。
【図3】本発明の第2実施例を示す正面図。
【図4】本発明の第3実施例の要部を示す正面図。
【図5】従来技術のワッシャの正面図と関連データを示す図。
【発明を実施するための形態】
【0008】
以下、図示実施例について本発明を説明すると、図1において、ワッシャ1は差動歯車機構の構成部材の1つであって、このワッシャ1は図示しないケーシングの端面とサイドギヤの端面との間に介在されるようになっている。ワッシャ1が上記ケーシングの端面とサイドギヤの端面との間に介在された状態において差動歯車機構が作動されると、上記サイドギヤが正逆いずれかに回転されるようになっている。その際には、上記サイドギヤの端面とワッシャ1の一方の端面であるスラスト面1Aが摺動し、ワッシャ1も円周方向において正逆に相対回転されるようになっている。つまり、差動歯車機構が作動された際には、ワッシャ1も正逆方向に回転して、そのスラスト面1Aが相手材と摺動するようになっている。
【0009】
ワッシャ1は鉄系の材料からなり、全体として肉薄の環状に形成されている。より詳細には、ワッシャ1の外径は約50〜100mmに設定されており、内径は約30〜80mm、肉厚は約1.5〜2.0mmに設定されている。
しかして、本実施例のワッシャ1は、スラスト面1Aとなる両端面に潤滑油供給溝2を形成したことが特徴である。すなわち、スラスト面1Aにおける内周部1B側に円周方向において等ピッチで複数の内方給油溝3が形成されている。また、スラスト面1Aにおける外周部1C側に円周方向において等ピッチで、かつ上記各内方給油溝3と互い違いに外方給油溝4が形成されている。これら複数の内方給油溝3と外方給油溝4とによって潤滑油供給溝2が構成されている。
【0010】
各内方給油溝3はS字形であって、スラスト面1Aの内周部1Bから放射方向の中央部分1Dにわたって設けられている。本実施例においては、スラスト面1Aの円周方向に18個の内方給油溝3が形成されている。内方給油溝3の内方側の端部3Aは内周部1Bに開口させてあり、この内周部側の端部3Aから中央部分1Dの内周縁1Daまでの箇所が潤滑油の導入部3Bとなっている。他方、内方給油溝3の外方側の端部3Cは中央部分1Dの外周縁1Dbの隣接内方側に位置している。中央部分1D内に位置する上記端部3Cとその隣接部分が、潤滑油を貯溜する貯溜部3Dとなっている。各内方給油溝3は、その内外の端部3B、3Cを結ぶ仮想の直線がスラスト面1Aの放射方向に対して時計方向へ0°〜70°傾斜するように配置されている。また、図2に示すように、内方給油溝3の全領域において、長手方向と直交する方向の内方給油溝3の断面形状はV字形となっている。ここで、内方給油溝3の幅Wは、約0.5〜3mmに設定されており、深さdは約0.1〜1mmに設定されている。
【0011】
一方、外方給油溝4は、上記内方給油溝3と同一形状・同一寸法に形成されており、外方給油溝4は、隣接位置となる内方給油溝3と中央部分1D内において対向するように配置されている。外方給油溝4の断面形状、幅および深さは、図2に示した内方給油溝3のものと同じである。
より詳細には、外方給油溝4は、外周部1Cから放射方向の中央部分1Dにわたって設けられており、これら外方給油溝4もスラスト面1Aの円周方向に18個形成されている。外方給油溝4の外方側の端部4Aから中央部分1Dの外周縁1Dbまでの箇所が潤滑油の導入部4Bとなっている。他方、外方給油溝4の内方側の端部4Cは中央部分1Dの内周縁1Daの隣接外方側に位置している。中央部分1D内に位置する上記端部4Cとその隣接部分が、潤滑油を貯溜する貯溜部4Dとなっている。外方給油溝4は、その内外の端部4B、4Cを結ぶ仮想の直線がスラスト面1Aの放射方向と一致するように配置されている。
隣り合う内方給油溝3の貯溜部3Dと外方給油溝4の貯溜部4Dとは対向した状態となり、中央部分1Dにおいて内方給油溝3と外方給油溝4とが放射方向でオーバラップしている。
【0012】
ワッシャ1が差動歯車機構に装着され、かつ差動歯車機構の図示しないサイドギヤとシャフトが図1において右回転(正転)される際には、潤滑油が端部3A(導入部3B)から内方給油溝3の貯溜部3Dへ導入されるようになっている(矢印参照)。他方、差動歯車機構のサイドギヤとシャフトが図1において左回転(逆転)される際には、潤滑油が端部4A(導入部4B)から外方給油溝4の貯溜部4Dへ導入されるようになっている。
ここで、本実施例においては、内方給油溝3の導入部3Bと外方給油溝4の導入部4Bは、ワッシャ1が正逆に回転される際の回転方向に対して傾斜した配置となっている。そのため、上述したワッシャ1が正逆に回転される際には、導入部3B(4B)から貯溜部3D(4D)へ円滑に、かつ確実に導入されるようになっている。このように、ワッシャ1の両方のスラスト面1Aに形成された潤滑油供給溝2は、スラスト面1Aが正逆いずれの方向に回転して摺動する場合であっても、内方給油溝3の貯溜部3Dあるいは外方給油溝4の貯溜部4Dに潤滑油を確実に貯溜できるように構成されている。
なお、本実施例において上記内方給油溝3と外方給油溝4とが放射方向においてオーバラップする範囲は、スラスト面1Aにおける内周部1Bから外周部1Cまでの放射方向の範囲(ワッシャ1の幅)の10%〜80%となっている。
また、前述したようにワッシャ1は鉄系の材料からなるが、スラスト面1Aの表面にはコーティング材等の被膜は施していない。
そして、この図1に示したワッシャ1は、スラスト面1Aの面積に対して潤滑油供給溝2(内方給油溝3、外方給油溝4)が占める割合は小さくなっている。そのため、この図1のワッシャ1は、僅かな潤滑油をスラスト面1Aに供給すればよい、低負荷のワッシャ1として好適である。
【0013】
以上のように構成された本実施例のワッシャ1においては、スラスト面1Aに潤滑油供給溝2が形成されているので、スラスト面1Aが正逆いずれの方向に摺動して回転される場合であっても、スラスト面1Aの中央部分1Dに位置する内方給油溝3の貯溜部3D又は外方給油溝4の貯溜部4D内に潤滑油を確実に貯溜することができる。また、導入部3B(4B)から貯溜部3D(4D)への潤滑油の導入は、円滑にかつ確実に行われる。
そのため、ワッシャ1のスラスト面1Aに十分な量の潤滑油を保持することができるので、スラスト面1Aの全域にわたって潤滑油の油膜を形成することができる。そのため、本実施例においては、安価な鉄系材料によってワッシャ1を製造することができ、しかも、スラスト面1Aに形成された潤滑油供給溝2によりワッシャ1の耐摩耗性および耐焼付性を向上させることができる。
【0014】
次に、図3は本発明の第2実施例のワッシャ1を示したものである。この第2実施例のワッシャ1は、上記第1実施例と比較して内方給油溝3および外方給油溝4の形状をより曲線が強いS字形に形成するとともに、内方給油溝3と外方給油溝4の配置数を増加させたものである。
より詳細には、内方給油溝3と外方給油溝4はスラスト面1Aの円周方向において各36個ずつ設けられている。このように内方給油溝3と外方給油溝4の配置数を増加させたことに伴って、スラスト面1Aに占める潤滑油供給溝2の割合は、上記第1実施例のものよりも大きくなっている。特にこの第2実施例においては、中央部分1Dの面積に対して貯溜部3D、4Dが占める割合が上記第1実施例よりも大きくなっている。そのため、この第2実施例のワッシャ1は、スラスト面1Aに大きな負荷が作用する箇所のワッシャとして好適である。その他の構成は上記第1実施例と同じであり、この第2実施例においては上記第1実施例と対応する各部に同一の部材番号を付している。
このような第2実施例であっても、上述した第1実施例と同様の作用・効果を得ることができる。
【0015】
次に、図4は本発明の第3実施例の要部を示したものである。この第3実施例は、上記第1実施例および第2実施例においてS字形とした内方給油溝3と外方給油溝4の形状をZ字形に変更したものである。その他の構成は上記第1実施例と同じであり、この第3実施例において第1実施例と対応する部材および各部に100を加算した番号を付している。
このような構成の第3実施例であっても上記各実施例と同様の作用・効果を得ることができる。
【0016】
なお、上述した各実施例は、ワッシャ1(101)における両方のスラスト面1A(101A)に潤滑油供給溝2(102)を設けた場合を説明しているが、ワッシャ1(101)のいずれか一方だけのスラスト面1A(101A)に潤滑油供給溝2(102)を設けても良い。
また、ワッシャ1(101)の摺動特性を向上させるために、スラスト面1A(101A)に樹脂被膜、化成処理被膜およびめっき被膜などの所要の材料をコーティングしても良い。
また、上記実施例においては、内方給油溝3と外方給油溝4を円周方向において1個ずつ交互に配置しているが、内方給油溝3と外方給油溝4を円周方向において2個ずつ交互に配置しても良いし、或いは内方給油溝3を隣接させて2個配置し、その隣に外方給油溝4を1個配置するように交互に配置しても良い。
また、内方給油溝3(103)および外方給油溝4(104)の断面形状は、矩形状、円弧状や、隅にRのついた矩形状などの他に、V字形の頂点を溝幅方向にずらした断面三角形状や、溝底面の中央部が浅くなった形状などでも良い。
さらに、上述した各実施例は、本発明を差動歯車機構用のワッシャに適用した場合について説明しているが、差動歯車機構用のだけでなくその他のスラストワッシャにも本発明を適用できることは勿論である。
【符号の説明】
【0017】
1‥ワッシャ 1A‥スラスト面
1B‥内周部 1C‥外周部
1D‥中央部分 2‥潤滑油供給溝
3‥内方給油溝 4‥外方給油溝

【特許請求の範囲】
【請求項1】
相手材と摺動するスラスト面を備えた環状のワッシャにおいて、
潤滑油を貯溜するための潤滑油供給溝を上記スラスト面に形成し、上記潤滑油供給溝は、一端がワッシャの内周部に開口するとともに他端がスラスト面の放射方向の中央部分に位置し、かつ円周方向複数箇所に形成された内方給油溝と、一端がワッシャの外周部に開口するとともに他端がスラスト面の放射方向の中央部分に位置し、かつ上記内方給油溝と円周方向において互い違いに形成された外方給油溝とを備えており、
さらに、上記内方給油溝および外方給油溝はS字形またはZ字形に形成されるとともにスラスト面の放射方向においてオーバラップして配置されていることを特徴とするワッシャ。
【請求項2】
上記スラスト面は相手材に対して正逆方向に回転して摺動できるようになっており、上記内方給油溝の一端とその隣接部分および外方給油溝の一端とその隣接部分は潤滑油の導入部となっており、
上記スラスト面が相手材に対して正逆に回転して摺動する際には、上記各内方給油溝または各外方給油溝の導入部から各内方給油溝または各外方給油溝に潤滑油が導入されることを特徴とする請求項1に記載のワッシャ。
【請求項3】
上記潤滑油供給溝は、上記ワッシャにおける両方のスラスト面に形成されていることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載のワッシャ。
【請求項4】
上記スラスト面には、樹脂被膜、化成処理被膜およびめっき被膜のいずれか1種以上が形成されていることを特徴とする請求項1から請求項3のいずれかに記載のワッシャ。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【図5】
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【公開番号】特開2013−72449(P2013−72449A)
【公開日】平成25年4月22日(2013.4.22)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2011−210255(P2011−210255)
【出願日】平成23年9月27日(2011.9.27)
【出願人】(000207791)大豊工業株式会社 (152)
【Fターム(参考)】