JP2007064381A - デファレンシャル装置 - Google Patents

Abstract

【課題】複数のピニオンシャフトが十字状に組み付けられるピニオンシャフト組立体を形成するデファレンシャル装置に関し、デフケースに必要な強度の確保を容易とすると共に、ピニオンギヤの設計の自由度が広いデファレンシャル装置を提供する。
【解決手段】一方ピニオンシャフト３は、軸方向中央付近に一方ピニオンシャフトの直径より小径のピニオンシャフト孔９を有し、他方ピニオンシャフトは、先端にピニオンシャフト孔に嵌合する凸部を有する二本の補助シャフト４ａ，４ｂからなり、一方ピニオンシャフトの直径８と他方ピニオンシャフトの直径１１が、軸方向全ての位置において全てのデフケース孔２３ａ，２３ｂ，２３ｃ，２３ｄの直径より小径に形成されると共に、一方ピニオンシャフトのピニオンシャフト孔内に各々の凸部が対向するように補助シャフトを配置して十字状に前記ピニオンシャフト組立体を形成する。
【選択図】図２

Description

本発明は、複数の略円柱形状のピニオンシャフトと、ピニオンシャフトを挿入するデフケース孔を有し、動力源により回転駆動されるデフケースと、ピニオンシャフトを挿入することで回転自在に軸支されるピニオンギヤ孔を各々有する４つのピニオンギヤと、を備え、複数のピニオンシャフトが十字状に組み付けられるピニオンシャフト組立体を形成するデファレンシャル装置に関する。

従来より、デファレンシャル装置に組みつけられる４つのピニオンギヤを複数の略円柱形状のピニオンシャフトにて軸支する場合、デフケースの内部でピニオンギヤのピニオンギヤ孔を貫通した３本のピニオンシャフトが、１本は２個のピニオンギヤを貫通し、他の２本は貫通したピニオンシャフトの外周に当接して十字状に組み付けられている。この十字状の組み付けは、３本のピニオンシャフトが交差する十字部近傍に配置した、円周面上に４つのリング孔を有する円筒形状のリングに、複数のピニオンシャフトを異なる方向から挿入することによって行われている。
実公平３−２０３６号

しかし、３本のピニオンシャフトが交差する十字部近傍に、円周面上に４つのリング孔を有する円筒形状のリングを設けると、デファレンシャル装置の部品点数が増え、しかも動力源（例えばエンジン）の高トルク化に伴い、ピニオンシャフトに軸支されるピニオンギヤの強度アップが要求されるが、強度アップのためにピニオンギヤの軸線方向全長を伸ばすと、ピニオンギヤが円筒形状のリングに当接してしまい、全長を伸ばすことができないという問題があった。これらを解決する手法として、ピニオンシャフトを２本設け、一方ピニオンシャフトにピニオンシャフト孔を貫通形成し、このピニオンシャフト孔に他方ピニオンシャフトを挿入することによって、２本のピニオンシャフトを十字状に組み付け、円筒形状のリングを廃止する方法が知られている。
実公昭６２−７０１２号 特開平１０−１４１４７５号

しかし、このピニオンシャフト孔を備える一方ピニオンシャフトは、ピニオンシャフト孔を形成するために、ピニオンシャフト孔付近に一方ピニオンシャフトより直径が大きい膨出部を設けている。このように一方ピニオンシャフトに膨出部を設けると、デフケースに形成されるピニオンシャフトを挿入するデフケース孔の内、一部のデフケース孔の直径を膨出部以上にしなければならず、一部のデフケース孔が大型化して、デフケースの強度が低下するという問題があった。

また、動力源（例えばエンジン）の高トルク化に伴い、ピニオンシャフトに軸支されるピニオンギヤの軸線方向の全長を伸ばしてピニオンギヤの強度アップを計るときにおいても、ピニオンギヤが膨出部に当接してしまうという問題があった。

そこで、本発明は、上記事情により鑑みなされたもので、複数の略円柱形状のピニオンシャフトと、ピニオンシャフトを挿入するデフケース孔を有し、動力源により回転駆動されるデフケースと、ピニオンシャフトを挿入することで回転自在に軸支されるピニオンギヤ孔を各々有する４つのピニオンギヤと、を備え、複数のピニオンシャフトが十字状に組み付けられるピニオンシャフト組立体を形成するデファレンシャル装置に関し、デフケースに必要な強度の確保を容易とすると共に、ピニオンギヤの設計の自由度が広いデファレンシャル装置を提供することを目的とする。

本発明のデファレンシャル装置は、複数の略円柱形状のピニオンシャフトと、ピニオンシャフトを挿入するデフケース孔を有し、動力源により回転駆動されるデフケースと、ピニオンシャフトを挿入することで回転自在に軸支される４つのピニオンギヤと、を備え、前記複数のピニオンシャフトが十字状に組み付けられるピニオンシャフト組立体を形成するデファレンシャル装置において、一方ピニオンシャフトは、軸方向中央付近に一方ピニオンシャフトの直径より小径のピニオンシャフト孔を有し、他方ピニオンシャフトは、先端にピニオンシャフト孔に嵌合する凸部を有する二本の補助シャフトからなり、一方ピニオンシャフトの直径と他方ピニオンシャフトの直径が、軸方向全ての位置において全てのデフケース孔の直径より小径に形成されると共に、一方ピニオンシャフトのピニオンシャフト孔内に各々の凸部が対向するように補助シャフトを配置して十字状にピニオンシャフト組立体を形成することを特徴とする。

本発明の第１の特徴のデファレンシャル装置によれば、一方ピニオンシャフトは、軸方向中央付近に一方ピニオンシャフトの直径より小径のピニオンシャフト孔を有し、他方ピニオンシャフトは、先端に前記ピニオンシャフト孔に嵌合する凸部を有する二本の補助シャフトからなり、一方ピニオンシャフトの直径と他方ピニオンシャフトの直径が、軸方向全ての位置において全てのデフケース孔の直径より小径に形成されると共に、一方ピニオンシャフトのピニオンシャフト孔内に各々の凸部が対向するように補助シャフトを配置して十字状にピニオンシャフト組立体を形成するため、ピニオンシャフトに膨出部が形成されず、ピニオンシャフトを挿入するデフケース孔の全てをピニオンシャフトの円柱部分の直径よりわずかに大きいだけの大きさに設計でき、デフケースに必要な強度の確保が容易となる。また、ピニオンシャフトに軸支されるピニオンギヤをピニオンギヤの全長を軸線方向に伸ばすことが可能となり、ピニオンギヤの設計の自由度を広げることができる。

図１及び図２は本発明によるデファレンシャル装置の実施例を示すもので、図１はデファレンシャル装置の断面側面図（図２のＡ−Ａ断面側面図）、図２はデファレンシャル装置の断面正面図である。

まず、図１及び図２に基づいてデファレンシャル装置１を説明する。デファレンシャル装置１は、車軸方向に形成される第一ボス部１３及び第二ボス部１４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、デフケース内に組み付けられデフケース２と一体に回転するピニオンシャフト３，４と、ピニオンシャフト３，４を略円柱形状のピニオンギヤ孔５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄに挿入することで回転自在に軸支される４個のピニオンギヤ６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄと、ピニオンシャフト３，４がデフケース２から抜けることを防止する固定ピン１５ａ，１５ｂと、４個のピニオンギヤ６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄと噛合する第一サイドギヤ１６ａと第ニサイドギヤ１６ｂとを備える。デフケース２とピニオンギヤ６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄ間には、ピニオンシャフト３，４が挿入可能なスラストワッシャー孔１７ａ，１７ｂ，１７ｃ，１７ｄを設けたピニオンギヤ用スラストワッシャー１８ａ，１８ｂ，１８ｃ，１８ｄとが配置され、デフケース２とサイドギヤ１６ａ，１６ｂ間は、図示しないドライブシャフトが挿入可能なスラストワッシャー孔１９ａ，１９ｂを設けたサイドギヤ用スラストワッシャー２０ａ，２０ｂが配置される。また、図示しないリングギヤと、第一デフケース２ａ及び第二デフケース２ｂは、リングギヤ固定孔３０に挿入固定する図示しないボルトにより、一体に組み付けられる。

続いてデフケース２の内部構造について詳述する。デフケース２は、第一デフケース２ａと第二デフケース２ｂから構成され、第一デフケース２ａと第二デフケース２ｂの内部には、図示しない２本のドライブシャフトに嵌合される第一サイドギヤ１６ａ及び第ニサイドギヤ１６ｂと、第一サイドギヤ１６ａ及び第ニサイドギヤ１６ｂと噛合する４個のピニオンギヤ６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄを備え、４個のピニオンギヤ６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄは、一方ピニオンシャフト３と他方ピニオンシャフト４からなる十字状のピニオンシャフト組立体７により回転可能に軸支されている。第一デフケース２ａには、このピニオンシャフト３，４を挿入するデフケース孔２３ａ，２３ｂ，２３ｃ，２３ｄがデフケース回転軸Ｘと鉛直面上に第一デフケース２ａの周面に互いに９０°の間隔をおいて４箇所形成されている。ここで、一方ピニオンシャフト３の直径８と他方ピニオンシャフト４の直径１１が、軸方向全ての位置において全てのデフケース孔２３ａ，２３ｂ，２３ｃ，２３ｄの直径１２より小径に形成されている。

続いてピニオンシャフト組立体７について詳述する。一方ピニオンシャフト３は、軸方向中央付近にピニオンシャフト３の直径８より小径のピニオンシャフト孔９を有する。他方ピニオンシャフト４は、２本の補助シャフト４ａ，４ｂから構成され、各々の補助シャフト４ａ，４ｂは、先端に一方ピニオンシャフト３のピニオンシャフト孔９に嵌合する凸部１０ａ，１０ｂを有する。一方ピニオンシャフト３と他方ピニオンシャフト４の外周面は、ピニオンギヤ６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄが回転可能なように略円柱形状で同径に形成されている。また、ピニオンシャフト３，４の外周面には、略円柱形状で同径のピニオンギヤ孔５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄ及びピニオンシャフト外周面の焼き付きを防ぐため、デフケース２内を潤滑する図示しない潤滑剤を取り入れる潤滑剤取り入れ平面２２ａ，２２ｂ，２２ｃ，２２ｄを有している。

そして、一方ピニオンシャフト３は、第一デフケース２ａに形成された４個のデフケース孔２３ａ，２３ｂ，２３ｃ，２３ｄの内、対角に形成された２個のデフケース孔２３ａ，２３ｃを間送可能に形成されている。２本の補助シャフト４ａ，４ｂは、一方ピニオンシャフト３の約半分の長さに形成され、２本の補助シャフト４ａ，４ｂの各々の先端の凸部１０ａ，１０ｂは、一方ピニオンシャフト３のピニオンシャフト孔９とほぼ同径に形成されている。そして、この凸部１０ａ，１０ｂが一方ピニオンシャフト３のピニオンシャフト孔９に嵌合することで、第一デフケース２ａの対角に形成された２個のデフケース孔２３ｂ，２３ｄを間送し、十字状のピニオンシャフト組立体７を形成する。

ここで、一方ピニオンシャフト３に形成されるピニオンシャフト孔９は、２本の補助シャフトの先端凸部がピニオンシャフト孔９に入りやすいように孔の両端にテーパー部２４ａ，２４ｂが形成されている。

第一デフケース２ａと、２本の補助シャフト４ａ，４ｂには、補助シャフトを第一デフケース２ａに固定する固定ピン挿入孔２５ａ，２５ｂが２本の補助シャフト４ａ，４ｂの軸方向に直交して形成され、この固定ピン挿入孔２５ａ，２５ｂに固定ピン１５ａ，１５ｂを挿入することで、２本の補助シャフト４ａ，４ｂが第一デフケース２ａから抜け落ちることを防止している。また、補助シャフト４ａ，４ｂの先端の凸部１０ａ，１０ｂが一方ピニオンシャフト３のピニオンシャフト孔９に挿入され嵌合されていることで、一方ピニオンシャフト３についてもデフケース２から抜けることを防止している。

次にデフケース２に４個のピニオンギヤ６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄ及び第一サイドギヤ１６ａ、第二サイドギヤ１６ｂを組み付ける組付け方法について説明する。

最初に第一デフケース２ａにサイドギヤ用スラストワッシャー２０ａを嵌合した第一サイドギヤ１６ａを第一サイドギヤ１６ａの歯形がデフケース中央Ｙを向くようにデフケースの回転軸Ｘ上に載置する。

次にピニオンギヤ用スラストワッシャー１８ａ，１８ｂ，１８ｃ，１８ｄをピニオンギヤ６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄの各々の球座面に取り付け、ピニオンギヤ用スラストワッシャー１８ａ，１８ｂ，１８ｃ，１８ｄが各々取り付けられた４個のピニオンギヤ６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄを第一サイドギヤ１６ａの上に各ピニオンギヤ６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄの歯形がデフケースの回転軸Ｘを向き、デフケース回転軸Ｘを中心に互いに９０°の間隔をおいて載置する。この時、対角に設けられた２個のピニオンギヤ６ａ，６ｃのピニオンギヤ孔５ａ，５ｃと第一デフケース２ａの対角に設けられた２個のデフケース孔２３ａ，２３ｃとが同一直線上になるようにする。また、他の対角に設けられた２個のピニオンギヤ６ｂ，６ｄのピニオンギヤ孔５ｂ，５ｄと第一デフケース２ａの対角に設けられた２個のデフケース孔２３ｂ，２３ｄについても同一直線上になるようにする。

そして、一方ピニオンシャフト３をデフケース孔２３ａからピニオンギヤ用スラストワッシャー１８ａに形成されたスラストワッシャー孔１７ａ、ピニオンギヤ６ａに形成されたピニオンギヤ孔５ａを貫通してデフケース２の回転軸Ｘまで挿入し、その後、このピニオンギヤ６ａの対角上に位置するピニオンギヤ６ｃのピニオンギヤ孔５ｃ、ピニオンギヤ用スラストワッシャー１８ｃのスラストワッシャー孔１７ｃ、デフケース孔２３ｃを貫通して、第一デフケース２ａと２個のスラストワッシャー１８ａ，１８ｃ及び２個のピニオンギヤ６ａ，６ｃを直線状に位置決めする。

続いて他方ピニオンシャフト４である補助シャフト４ａ，４ｂの内、一方４ａを一方ピニオンシャフト３が挿入されたデフケース孔２３ａ，２３ｃとデフケース回転軸Ｘに対し９０°間隔をおいて形成されたデフケース孔２３ｂに先端の凸部１０ａ側からピニオンギヤ用スラストワッシャー１８ｂに形成されたスラストワッシャー孔１７ｂ、ピニオンギヤ６ｂに形成されたピニオンギヤ孔５ｂを貫通して、一方ピニオンシャフト３のピニオンシャフト孔９内まで挿入して嵌合させる。

次に補助シャフトの内、他方４ｂを一方の補助シャフト４ａが挿入されたデフケース孔２３ｂと対向して形成されたデフケース孔２３ｄに先端の凸部１０ｂ側からピニオンギヤ用スラストワッシャー１８ｄに形成されたスラストワッシャー孔１７ｄ、ピニオンギヤ６ｄに形成されたピニオンギヤ孔５ｄを貫通して、一方ピニオンシャフト３のピニオンシャフト孔９内まで挿入して嵌合する。この時、一方の補助シャフト４ａと他方の補助シャフト４ｂは、先端の凸部１０ａ，１０ｂが対向して配置されている。

続いて最後に２本の補助シャフト４ａ，４ｂと第一デフケース２ａに設けられた固定ピン挿入孔２５ａ，２５ｂに固定ピン１５ａ，１５ｂを挿入して、補助シャフト４ａ，４ｂがデフケースから抜けるのを防止する。ここで補助シャフト４ａ，４ｂの先端の凸部１０ａ，１０ｂが一方ピニオンシャフト３のピニオンシャフト孔９に挿入され嵌合されていることで、一方ピニオンシャフト３についてもデフケース２から抜けることを防止している。

次にサイドギヤ用スラストワッシャー２０ｂを嵌合した第二サイドギヤ１６ｂを４個のピニオンギヤ６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄの上に歯形がピニオンギヤ側を向くように載置する。続いて第二デフケース２ｂを第二サイドギヤ１６ｂのサイドギヤ用スラストワッシャー２０ｂの上に載置する。次に、図示しないリングギヤを第一デフケース、第二デフケース、リングギヤに設けられたリングギヤ固定孔３０に図示しないボルトによって固定し、デファレンシャル装置１が完成する。

上記デファレンシャル装置１の作動状態を説明すると、図示しない動力源（例えばエンジン）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２１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３，４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３，４に支持されるピニオンギヤ６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄ及びピニオンギヤ６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄに噛合する第一サイドギヤ１６ａと第ニサイドギヤ１６ｂもデフケース回転軸Ｘを中心に回転する。これにより、第一サイドギヤ１６ａと第ニサイドギヤ１６ｂの内周にスプライン係合された左右のドライブシャフト（図示せず）に駆動力が伝達され、ドライブシャフトはデフケース２と一体に回転する。また、左右のドライブシャフト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ドライブシャフト側から第一サイドギヤ１６ａ若しくは第ニサイドギヤ１６ｂを通じ、ピニオンギヤ６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄに入力され、ピニオンギヤ６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄと第一サイドギヤ１６ａ及び第ニサイドギヤ１６ｂがデフケース２と別途回転することにより左右のドライブシャフトの回転差を吸収する。

以上のように上記デファレンシャル装置１によれば、一方ピニオンシャフト３は、軸方向中央付近に一方ピニオンシャフト３の直径８より小径のピニオンシャフト孔９を有し、他方ピニオンシャフト４は、先端に前記ピニオンシャフト孔９に嵌合する凸部１０を有する二本の補助シャフト４ａ，４ｂからなり、一方ピニオンシャフト３の直径８と他方ピニオンシャフト４の直径１１が、軸方向全ての位置において全てのデフケース孔２３ａ，２３ｂ，２３ｃ，２３ｄの直径１２より小径に形成されると共に、一方ピニオンシャフト３のピニオンシャフト孔９内に前記各々の凸部１０ａ，１０ｂが対向するように補助シャフト４ａ，４ｂを配置して十字状に前記ピニオンシャフト組立体７を形成するため、ピニオンシャフトを挿入するデフケース孔の全てをピニオンシャフトの円柱部分の直径よりわずかに大きいだけの大きさに設計でき、デフケースに必要な強度の確保が容易となる。その上、ピニオンシャフトに軸支されるピニオンギヤをピニオンギヤの全長を軸線方向に伸ばすことが可能となり、ピニオンギヤの設計の自由度を広げることができる。また、ピニオンシャフト孔９及びピニオンシャフト孔９に嵌合する凸部１０は、一方ピニオンシャフトの直径８より小さいため、公差寸法が小さくなり、一方ピニオンシャフト３と他方ピニオンシャフト４の支持剛性を高めることができる。

また、２本の補助シャフト４ａ，４ｂに形成された補助シャフト孔２６ａ，２６ｂと第一デフケースに設けられた固定ピン挿入孔２５ａ，２５ｂに固定ピン１５ａ，１５ｂを挿入して、補助シャフト４ａ，４ｂがデフケースから抜けるのを防止し、補助シャフト４ａ，４ｂの先端の凸部１０ａ，１０ｂが一方ピニオンシャフト３のピニオンシャフト孔９に挿入され嵌合されることで、一方ピニオンシャフト３についてもデフケース２から抜けることを防止することができる。よって、固定ピンの数を２本とすることができ、部品点数の削減、組付工程の削減をすることが可能である。

尚、本実施例では、一方ピニオンシャフト３に形成されるピニオンシャフト孔９は貫通形成されているが、これに限られず、補助シャフト４ａ，４ｂの先端の凸部１０ａ，１０ｂが対向して取り付けられているのであれば、貫通していなくてもよい。また、デフケース２は、第一デフケース２ａと第二デフケース２ｂの２個に分割されていたが、一体で形成したり、３個以上に分割し形成しても良い。動力源としては、一例としてエンジンを例示しているが、モーターやその他の動力源でもよい。

本発明の実施例のデファレンシャル装置の断面側面図（図２のＡ−Ａ断面側面図）である。 本発明の実施例のデファレンシャル装置の断面正面図である。

符号の説明

１ デファレンシャル装置
２ａ 第一デフケース
２ｂ 第ニデフケース
３ 一方ピニオンシャフト
４ａ 補助シャフト
４ｂ 補助シャフト
６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄ ピニオンギヤ
７ ピニオンシャフト組立体
８ 一方ピニオンシャフトの直径
９ ピニオンシャフト孔
１０ａ，１０ｂ 凸部
１１ 他方ピニオンシャフトの直径
２３ａ，２３ｂ，２３ｃ，２３ｄ デフケース孔

Claims (1)

1. 複数の略円柱形状のピニオンシャフト（３，４）と、該ピニオンシャフト（３，４）を挿入するデフケース孔（２３ａ，２３ｂ，２３ｃ，２３ｄ）を有し、動力源により回転駆動されるデフケース（２）と、前記ピニオンシャフト（３，４）を挿入することで回転自在に軸支される４つのピニオンギヤ（６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄ）と、を備え、前記複数のピニオンシャフト（３，４）が十字状に組み付けられるピニオンシャフト組立体（７）を形成するデファレンシャル装置において、一方ピニオンシャフト（３）は、軸方向中央付近に一方ピニオンシャフト（３）の直径（８）より小径のピニオンシャフト孔（９）を有し、他方ピニオンシャフト（４）は、先端に前記ピニオンシャフト孔（９）に嵌合する凸部（１０）を有する二本の補助シャフト（４ａ，４ｂ）からなり、前記一方ピニオンシャフト（３）の直径（８）と前記他方ピニオンシャフト（４）の直径（１１）が、軸方向全ての位置において全ての前記デフケース孔（２３ａ，２３ｂ，２３ｃ，２３ｄ）の直径（１２）より小径に形成されると共に、前記一方ピニオンシャフト（３）のピニオンシャフト孔（９）内に前記各々の凸部（１０ａ，１０ｂ）が対向するように前記補助シャフト（４ａ，４ｂ）を配置して十字状に前記ピニオンシャフト組立体（７）を形成することを特徴とするデファレンシャル装置。

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