JP2007010040A5

JP2007010040A5 -

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Publication number: JP2007010040A5
Application number: JP2005191502A
Authority: JP
Filing date: 2005-06-30
Publication date: 2008-08-14

Description

ディファレンシャル装置

本発明は、エンジンにより回転駆動されるデフケースと、デフケースと一体に回転するピニオンシャフトと、ピニオンシャフトに回転自在に支持されるピニオンギヤと、ピニオンギヤと噛合する一対のサイドギヤとを備えるディファレンシャル装置に関し、ピニオンギヤとサイドギヤとを、デフケースの回転方向周面に設けられた挿入孔から挿入し、組み付けるディファレンシャル装置に関する。

従来より自動車等の車両において、エンジンからの駆動力を左右の車軸に適切に伝達するディファレンシャル装置の一体のデフケースは、デフケース内に組み付けられるサイドギヤやピニオンギヤを挿入するための挿入孔を有している。そして、この挿入孔がデフケースの回転方向周面に設けられる場合にあっては、サイドギヤやピニオンギヤのデフケース内での組付け作業を容易とする為、デフケースの回転方向周面に回転軸を挟んで２箇所設けられているのが一般的である。
特開２００３−２９４１０９号特開２０００−２０２７２６号

しかし、このような従来のサイドギヤやピニオンギヤを挿入するための挿入孔を回転方向周面に回転軸を挟んで２箇所有しているデフケースでは、デフケース内にサイドギヤやピニオンギヤを組付ける場合の作業性は良いものの、２箇所の挿入孔によってデフケースの強度が低下するという問題があった。そのため、この強度低下を補うためにデフケースの肉厚を厚くすることが行われるが、デフケースの肉厚を厚くすると、デフケースの重量増加、大型化という新たな問題が発生していた。

そこで、本発明は、上述の如き課題を解決し、デフケースの回転方向周面に少なくともサイドギヤやピニオンギヤを挿入するための挿入孔が設けられている一体のデフケースを有するディファレンシャル装置に関し、軽量化、小型化を実現したディファレンシャル装置を提供することを目的とする。

本発明は、エンジンにより回転駆動されるデフケースと、デフケースと一体に回転するピニオンシャフトと、ピニオンシャフトに回転自在に支持されるピニオンギヤと、ピニオンギヤと噛合する一対のサイドギヤとを備え、ピニオンギヤとサイドギヤとをデフケースの回転方向周面に設けられた挿入孔から挿入し、組み付けるディファレンシャル装置において、その挿入孔をデフケースの回転方向周面に１つのみ設け、挿入孔は、ピニオンギヤとサイドギヤとをデフケースに組み付けた時のピニオンギヤ軸方向孔長さよりサイドギヤ軸方向孔長さの方が長いことを第１の特徴とする。

本発明は上記第１の特徴に加えて、挿入孔周辺の肉厚は、デフケース回転軸を中心とした反対側のデフケースの肉厚よりも厚いことを第３の特徴とする。

本発明の第１の特徴のディファレンシャル装置によれば、ピニオンギヤとサイドギヤとをデフケース内に挿入する挿入孔をデフケースの回転方向周面に１つのみ設けるため、デフケース回転方向周面に設けられる挿入孔の面積が小さくなり、デフケースの強度向上を計ることが可能となるので、デフケースの肉厚を薄く設計でき、ディファレンシャル装置の軽量化、小型化を実現することができる。挿入孔は、ピニオンギヤとサイドギヤとをデフケースに組み付けた時のピニオンギヤ軸方向孔長さよりサイドギヤ軸方向孔長さの方が長いため、サイドギヤより回転数の多いピニオンギヤとピニオンギヤの回転時に接触するデフケースとの接触面積を広くとることができ、ピニオンギヤ若しくはピニオンギヤの回転時に接触するデフケースの焼き付きを極力抑さえることができる。

本発明の第２の特徴のディファレンシャル装置によれば、挿入孔周辺の肉厚は、デフケース回転軸を中心とした反対側のデフケースの肉厚よりも厚いため、ディファレンシャル装置のバランスを良好とすることができる。

図１乃至図３は本発明によるディファレンシャル装置の実施例を示すもので、図１はディファレンシャル装置の部分断面側面図、図２はデフケースを表し、上半部は図３のＡ−Ａ方向から見た側面断面図、下半部は側面図、図３はデフケースを表し、左半部は正面図、右半部は図２のＺ−Ｚ方向から見た断面正面図である。

まず、図１及び図２に基づいてディファレンシャル装置１を説明する。ディファレンシャル装置１は、車軸方向両端に形成される第一ボス部３１及び第二ボス部４１を備え、図示しないデフキャリア内に回転自在に支持されるデフケース２と、デフケース２に一体に嵌着されるピニオンシャフト７と、ピニオンシャフト７に回転自在に支持され、デフケース２内に組み付けられるピニオンギヤ５及び図示しないピニオンギヤ６と、ピニオンシャフト７がデフケース２から抜けることを防止する抜け止めピン１５と、ピニオンギヤ５，６と噛合する一対のサイドギヤ２０，２１とを備える。また、一方のピニオンギヤ５とデフケース２との間にスラストワッシャー２２が介在され、他方の図示しないピニオンギヤ６とデフケース２との間に図示しないスラストワッシャー２３が介在される。同様に一方のサイドギヤ２０とデフケース２との間にスラストワッシャー２４が介在され、他方のサイドギヤ２１とデフケース２との間にスラストワッシャー２５が介在される。

ピニオンギヤ５は、一方にサイドギヤ２０，２１の歯形と噛合する歯形５ａが形成され、他方にはスラストワッシャー２２が接する球座面５ｂが形成される。同様にピニオンギヤ５に対向して組み付けられる図示しないピニオンギヤ６は、一方にサイドギヤ２０，２１の歯形と噛合する歯形６ａが形成され、他方には図示しないスラストワッシャー２３が接する球座面６ｂが形成される。

サイドギヤ２０は、一方にピニオンギヤ５，６の歯形５ａ，６ａと噛合する歯形２０ａが形成され、他方にはスラストワッシャー２４が接する球座面２０ｂが形成される。同様にサイドギヤ２０に対向して組み付けられるサイドギヤ２１は、一方にピニオンギヤ５，６の歯形５ａ，６ａと噛合する歯形２１ａが形成され、他方にはスラストワッシャー２５が接する球座面２１ｂが形成される。

デフケース２の内部には、ピニオンギヤ５，６、サイドギヤ２０，２１及びスラストワッシャー２２，２３，２４，２５を収容する略球面状の空洞部３が形成されている。デフケース２の外部には、デフケース径方向外側に向けて延出されたフランジ部５０を備え、このフランジ部５０には、図示しないリングギヤを取り付けるために、円環状に８個の貫通孔１４がフランジ部５０の板厚方向に形成されている。この貫通孔１４に図示しないボルトが図示しないリングギヤを挟む形でブランジ部５０に取り付けられている。また、デフケース２の外部の内、回転方向周面には、デフケース２の回転方向周面からピニオンギヤ５，６に対しピニオンシャフト７を挿入するピニオンシャフト挿入穴１０が設けられ、ピニオンシャフト挿入穴１０に直交する形でピニオンシャフト７がデフケース２から抜けることを防止する抜け止めピン１５を挿入する抜け止めピン挿入穴１１が設けられる。

上記ディファレンシャル装置１の作動状態を説明すると、図示しないエンジンの駆動力は、トランスミッションを介してデフケース２のフランジ部５０に取り付けられた図示しないリングギヤに入力され、デフケース回転軸Ｘを中心にデフケース２が回転する。このときデフケース２に取り付けられたピニオンシャフト７もデフケース２と共にデフケース回転軸Ｘを中心に一体に回転するため、ピニオンシャフト７に支持されるピニオンギヤ５，６及びピニオンギヤ５，６に噛合するサイドギヤ２０，２１もデフケース回転軸Ｘを中心に回転する。これにより、サイドギヤ２０，２１の内周にスプライン係合された左右の車軸（図示せず）に駆動力が伝達され、車軸はデフケース２と一体に回転する。また、左右の車軸に回転差が生じたときは、デフケース２の回転とは異なる回転力が車軸側からサイドギヤ２０，２１を通じ、ピニオンギヤ５，６に入力され、ピニオンギヤ５及びサイドギヤ２０，２１がデフケース２と別途回転することにより左右の車軸の回転差を吸収する。

次にデフケース２内にピニオンギヤ５，６及びサイドギヤ２０，２１を挿入する挿入孔１２について図２を基に説明する。デフケース２は、鋳造等の製法により一体に形成され、デフケース２の回転方向周面にサイドギヤ２０，２１及びピニオンギヤ５，６を挿入するための挿入孔１２を１つ備える。この挿入孔１２は、ピニオンギヤ５，６とサイドギヤ２０，２１とをデフケース２に組み付けた時のピニオンギヤ軸方向孔長さａよりサイドギヤ軸方向孔長さｂの方が長く形成されている。詳しくは、ピニオンギヤ５，６とサイドギヤ２０，２１とをデフケース２に組み付けた時のサイドギヤ軸方向孔長さｂは、サイドギヤ２０，２１の直径Ｓ１より長く形成され、ピニオンギヤ５，６とサイドギヤ２０，２１とをデフケース２に組み付けた時のピニオンギヤ軸方向孔長さａは、サイドギヤ２０，２１の直径Ｓ１より短く形成されている。このため、挿入孔１２に挿入するサイドギヤ２０，２１は、図に示す如くサイドギヤ２０，２１の軸方向をピニオンギヤ５，６をデフケース２に組み付けた時のピニオンギヤの軸方向にほぼ一致させた状態でデフケース２内に挿入することとなる。（サイドギヤ２０，２１の挿入時の軸方向が、サイドギヤ２０，２１の組み付け時と一致している場合には、デフケース２内に挿入孔１２から挿入不能となっている。）尚、図１乃至３に示す如く、フランジ部５０には、挿入孔１２の一部を形成するために凹部５１が形成されている。

このように挿入孔１２は、ピニオンギヤ５，６とサイドギヤ２０，２１とをデフケース２に組み付けた時のピニオンギヤ軸方向孔長さａよりサイドギヤ軸方向孔長さｂの方が長いため、ピニオンギヤ５，６とサイドギヤ２０，２１とをデフケース２に組み付けた時、ピニオンギヤ５，６の球座面５ｂ，６ｂ及びピニオンギヤ５，６の球座面５ｂ，６ｂに接するスラストワッシャー２２，２３が挿入孔１２にかかる面積を少なく出来る。すなわち、共に噛合するピニオンギヤ５，６は、サイドギヤ２０，２１より歯形５ａ，６ａの数が少ないため、サイドギヤ２０，２１より回転数の多いピニオンギヤ５，６の球座面５ｂ，６ｂ及びスラストワッシャー２２，２３が、デフケース２の空洞部３と接触する面積を広くとることができ、ピニオンギヤ５，６の球座面５ｂ，６ｂ若しくはスラストワッシャー２２，２３若しくはスラストワッシャー２２，２３と接するデフケース２の空洞部３の焼き付きを低減できる。

また、この挿入孔周辺１７には、デフケース回転軸Ｘを中心とした反対側のデフケース２の肉厚よりも厚い厚肉部１７ａが凸設されている。この実施例では、挿入孔１２のデフケース回転軸Ｘを挟んで反対側に、ピニオンギヤ５，６とサイドギヤ２０，２１とを挿入する挿入孔１２がないため、回転時に重量バランスが悪化するが、挿入孔周辺１７にデフケース回転軸Ｘを中心として反対側のデフケースの肉厚よりも厚い厚肉部１７ａを形成することでデフケース２の回転時のバランスを良好にすることができる。

次にデフケース２にピニオンギヤ５，６及びサイドギヤ２０，２１を組み付ける組付け方法について説明する。まず、一方のサイドギヤ２０の球座面２０ｂにスラストワッシャー２４を取り付ける。スラストワッシャー２４が取り付けられたサイドギヤ２０を、サイドギヤ２０の軸方向について、ピニオンギヤ５，６がデフケース２に組み付けられた時のピニオンギヤ軸方向とほぼ一致させてから、挿入孔１２からデフケース２内に挿入し、デフケース２内の空洞部３に載置する。尚、この時、サイドギヤ２０の歯形２０ａは、デフケース回転軸Ｘ方向を向いている。続いて他方のスラストワッシャー２５を他方のサイドギヤ２１の球座面２１ｂと当接するように載置する。この他方のスラストワッシャー２５が取り付けられたサイドギヤ２１を、サイドギヤ２１の軸方向について、ピニオンギヤ５，６がデフケース２に組み付けられた時のピニオンギヤ軸方向にほぼ一致させてからデフケース２内に挿入する。この時、他方のサイドギヤ２１の歯形２１ａは、一方のサイドギヤ２０の歯形２０ａと対向している。

ここで、このように挿入孔１２は、サイドギヤ２０，２１をサイドギヤの組み付け時のサイドギヤ軸方向に対し、略垂直方向に９０°回転させ、しかもサイドギヤを１個づつしか挿入できない大きさに形成されている。

続いて、デフケース２内に挿入された、上下に対向するスラストワッシャー２４，２５及びサイドギヤ２０，２１は、デフケース２を固定した状態で挿入位置から略垂直方向に９０°回転することでデフケース２の回転軸Ｘ方向と一致した組み付け時の位置まで移動する。そして、挿入孔１２から一方のピニオンギヤ５を歯形５ａ側から挿入する。これによりピニオンギヤ５の歯形５ａがサイドギヤ２０，２１の歯形２０ａ，２１ａに噛合する。続いてピニオンギヤ５の球座面５ｂ側にピニオンギヤ用の一方のスラストワッシャー２２を取り付け、デフケース２を固定した状態で、ピニオンギヤ５とピニオンギヤ５の球座面５ｂに取り付けられたスラストワッシャー２２とをデフケース２の回転軸Ｘを中心に１８０°回転させる。尚、スラストワッシャー２２の内周には、かぎ部２２ｋが形成されており、このかぎ部２２ｋがピニオンギヤ５の球座面５ｂ側の内周入口に係合する。このため、スラストワッシャー２２がピニオンギヤの球座面５ｂからはずれて回転することを防止する。その後、他方のピニオンギヤ６を同様に歯形６ａ側から挿入して、歯形６ａがサイドギヤの歯形２０ａ，２１ａに噛合する。ピニオンギヤ６の球座面６ｂ側には、他方のスラストワッシャー２３を一方のスラストワッシャー２２と同様に取り付け、デフケース２はを固定した状態で、ピニオンギヤ５，６とスラストワッシャー２２，２３をデフケース２の回転軸Ｘを中心に９０°回転させることにより、ピニオンギヤ５，６及びスラストワッシャー２２，２３の穴部がピニオンシャフト挿入穴１０上に合致する。そして、デフケース２のピニオンシャフト挿入穴１０にピニオンシャフト７を挿入し、ピニオンシャフト７の挿入が終わると、ピニオンシャフト７に直交するように抜け止めピン挿入孔１１に抜け止めピン１５を挿入して、デフケース２にピニオンギヤ５，６とサイドギヤ２０，２１を組み付けが終了する。

以上のように上記ディファレンシャル装置１のデフケース２よれば、デフケース２の回転方向周面にサイドギヤ５，６及びピニオンギヤ２０，２１を挿入する挿入孔１２を１つのみ設けるので、デフケース回転方向周面のサイドギヤ及びピニオンギヤを挿入する挿入孔の面積が小さくなり、デフケースの強度向上を計ることが可能となるので、デフケースの肉厚を薄く設計できる。

本実施例では、デフケース２のサイドギヤ５，６及びピニオンギヤ２０，２１を挿入する挿入孔１２のデフケース回転軸を中心とした略反対側には、サイドギヤ５，６及びピニオンギヤ２０，２１を挿入する挿入孔１２は形成しないが、サイドギヤ５，６やピニオンギヤ２０，２１が通過不能であれば、ピニオンギヤ５，６やサイドギヤ２０，２１等の組立てを補助する作業用の小窓を設けても良い。また、デフケース２のバランスを取るため、挿入孔周面１７に肉厚部１７ａを設けたが、これに限られず、挿入孔１２周辺の重量がデフケース回転軸Ｘを中心とした反対側の重量とバランスをはかる構成であれば他の方法であってもよい。また、ピニオンギヤは、２つであったが、４つ設けても良い。本実施例では、スラストワッシャー２１，２２，２３，２４を備えているが、スラストワッシャー２１，２２，２３，２４を備えない場合にも適用可能である。この場合、ピニオンギヤ５，６の球座面５ｂ，６ｂ及びサイドギヤの球座面２０ｂ，２１ｂが直接デフケースの空洞部３に当接することとなる。この場合、サイドギヤより回転数の多いピニオンギヤの球座面若しくはピニオンギヤの球座面と接するデフケース２の空洞部３の焼き付きを低減することができる。

本発明の実施例のディファレンシャル装置の部分断面側面図である。本発明の実施例のディファレンシャル装置のデフケースを表し、上半部は図３のＡ−Ａ方向から見た側面断面図、下半部は側面図である。本発明の実施例のディファレンシャル装置のデフケースを表し、左半部は正面図、右半部は図２のＺ−Ｚ方向から見た断面正面図である。

符号の説明

１ディファレンシャル装置
２デフケース
５，６ピニオンギヤ
７ピニオンシャフト
１２ピニオンギヤとサイドギヤの挿入孔
１７ピニオンギヤとサイドギヤの挿入孔周辺
２０，２１サイドギヤ
ａピニオンギヤ軸方向孔長さ
ｂサイドギヤ軸方向孔長さ
Ｘデフケース回転軸

Claims

エンジンにより回転駆動されるデフケース（２）と、該デフケース（２）と一体に回転するピニオンシャフト（７）と、該ピニオンシャフト（７）に回転自在に支持されるピニオンギヤ（５，６）と、該ピニオンギヤ（５，６）と噛合する一対のサイドギヤ（２０，２１）とを備え、前記ピニオンギヤ（５，６）と前記サイドギヤ（２０，２１）とを前記デフケース（２）の回転方向周面に設けられた挿入孔（１２）から挿入し、組み付けるディファレンシャル装置において、前記挿入孔（１２）を前記デフケース（２）の回転方向周面に１つのみ設け、前記挿入孔（１２）は、前記ピニオンギヤ（５，６）と前記サイドギヤ（２０，２１）とを前記デフケース（２）に組み付けた時のピニオンギヤ軸方向孔長さ（ａ）よりサイドギヤ軸方向孔長さ（ｂ）の方が長いことを特徴とするディファレンシャル装置。
前記挿入孔周辺（１７）の肉厚は、デフケース回転軸（Ｘ）を中心とした反対側のデフケース（２）の肉厚よりも厚いことを特徴とする請求項１記載のディファレンシャル装置。