JP2008196652A - ギヤ伝動機構及びこれを用いたデファレンシャル装置 - Google Patents

Abstract

【課題】機能と寿命が正常に保たれるギヤ伝動機構とこれを用いたデファレンシャル装置を提供する。
【解決手段】支持軸５上で回転自在に支持されたピニオンギヤ７と、これと噛み合う相手側ギヤ１５，１７とからなるギヤ伝動機構において、ピニオンギヤ７の歯底部９に、相手側ギヤ１５，１７と干渉しない範囲で、突出部１１を設けた。
【選択図】図１

Description

本発明は、ギヤ伝動機構及びこれを用いたデファレンシャル装置に関する。

特許文献１にピニオンワッシャーが記載されている。このピニオンワッシャーはベベルギヤ式の差動機構を有するデファレンシャル装置に用いられており、上記差動機構は、デフケースに固定されたピニオンシャフト（支持軸）上で回転自在に支持されたピニオンギヤと、これと噛み合った一対の出力側サイドギヤからなり、ピニオンシャフトは上記ピニオンワッシャーを貫通し、ピニオンワッシャーはデフケースとピニオンギヤとの間に配置されている。デフケースを回転させるエンジンの駆動トルクは、ピニオンシャフトとピニオンギヤから各サイドギヤを介して車輪側に配分される。
特開２００４−６８８７３号公報

ところで、ベベルギヤ式の差動機構を構成するピニオンギヤとサイドギヤには、それぞれが扱う駆動トルクに耐えられるだけの強度が与えられており、特に、支持軸で支持されながら一対のサイドギヤと複数ヶ所で噛み合うピニオンギヤには充分な強度が与えられている。

また、ギヤは、サイズを大きくし、あるいは、肉厚を増やせば強度を上げることができるが、いずれの場合も重量とコストが増加する上に、サイズを大きくするとデフケースに収容できなくなる恐れがある。

そこで、この発明は、機能と寿命が正常に保たれるギヤ伝動機構と、これを用いたデファレンシャル装置の提供を目的としている。

請求項１のギヤ伝動機構は、支持軸上で回転自在に支持されたピニオンギヤと、これと噛み合う相手側ギヤとからなり、ベベルギヤで構成されたギヤ伝動機構 であって、前記ピニオンギヤの歯底部に、前記相手側ギヤと干渉しない範囲で、突出部を設けたことを特徴とする。

請求項２の発明は、請求項１記載のギヤ伝動機構であって、前記突出部を、前記ピニオンギヤの大径側に設けたことを特徴とする。

請求項３の発明は、請求項１又は２記載のギヤ伝導機構であって、前記ピニオンギヤの小径側ギヤ部の先端側に円筒状肉厚部を設けたことを特徴とする。

請求項４のデファレンシャル装置は、原動機の駆動力によって回転するデフケースと、請求項１乃至３のいずれか１項に記載のギヤ伝動機構とを有し、前記支持軸が前記デフケースに支持され、前記相手側ギヤが一対設けられており、これらがそれぞれ車輪側に連結された出力側サイドギヤであることを特徴とする。

請求項１のギヤ伝動機構は、歯底部に設けた突出部が隣り合うギヤ間の圧縮及び引張り変形を抑制するように補佐するので、剛性が向上し、ピニオンギヤの強度がさらに向上するので、想定外の外力が入力した場合であっても歯面の疲労（振動）によってこの外力が吸収（消費）されるから、変形、あるいは、ピニオンギヤが支持軸側から割れを起こす胴割れのような破損が防止され、機能と寿命が正常に保たれる。

従って、強度を上げるためにギヤをサイズアップし、あるいは、ギヤの肉厚を増やす必要がなくなるから、これらに伴う重量とコストの増加や、ケーシングに収容できなくなることなどの不都合が避けられる。

請求項２のギヤ伝導機構は、ピニオンギヤの歯丈が高く、従って、各歯にそれだけ大きいトルクが掛かる大径側に突出部を設けたことによって、変形や破損などが効果的に防止される。

請求項３のギヤ伝導機構は、ピニオンギヤの小径側ギヤ部の先端側に円筒状の肉厚部を設けたので、さらに機能と寿命を向上させることができる。

請求項４のデファレンシャル装置は、機能と寿命が正常に保たれるギヤ伝動機構を用いたことにより、デファレンシャル装置全体の機能と寿命を正常に保つことができる。

（一実施例）
図１〜図３を用いて一実施例について説明する。なお、ギヤ伝導機構として差動機構１について説明をする。

本実施例の差動機構１は、ピニオンシャフト５（支持軸）上で回転自在に支持されたピニオンギヤ７と、これと噛み合う相手側ギヤとからなり、ベベルギヤから構成されている。そして、ピニオンギヤ７の歯底部９に、相手側ギヤと干渉しない範囲で、突出部１１を設け、突出部１１を、ピニオンギヤ７の大径側に設けている。

また、ピニオンギヤ７のギヤ部の小径側の先端部には、円筒状の肉厚部８が設けられている。

また、本実施例のデファレンシャル装置３は、原動機（不図示）の駆動力によって回転するデフケース１３と、差動機構１とを有し、ピニオンシャフト５がデフケース１３に支持され、相手側ギヤが一対設けられており、これらがそれぞれの車輪（不図示）側に連結されたサイドギヤ１５，１７（出力側サイドギヤ）である。

図１〜図３に示すように、デファレンシャル装置３は、デフケース１３のボス部１９，２１をベアリングで支持されている。デフケース１３のフランジ部にはリングギヤ（不図示）が固定され、このリングギヤは原動機側の出力ギヤ（不図示）と噛み合っており、デフケース１３は原動機の駆動力によって回転駆動される。

ピニオンシャフト５は複数本が放射状に配置されており、それぞれの径方向外側端部はデフケース１３の貫通孔２３に係合しスプリングピン２５によって抜け止めされ、径方向内側端部はブロック２７を貫通し、連結部２９で互いに連結されている。各ピニオンギヤ７とデフケース１３との間には球面ワッシャ３１が配置され、一対のサイドギヤ１５，１７とデフケース１３との間にはスラストワッシャ３３がそれぞれ配置されている。サイドギヤ１５はデフケース１３の支持部３５で支持されスプライン連結される車軸（不図示）を介して車輪側に連結されている。サイドギヤ１７はデフケース１３の支持部３７で支持されスプライン連結された車軸（不図示）を介して車輪側に連結されている。

原動機からデフケース１３に伝達された駆動トルクは、ピニオンシャフト５とピニオンギヤ７から一対のサイドギヤ１５，１７を介してそれぞれ車輪側に配分される。

各ボス部１９，２１の内周には螺旋状のオイル溝３９，４１が設けられ、サイドギヤ１５，１７とデフケース１３との間にはオイル流路４３，４５が設けられ、デフケース１３には開口４７が設けられている。この構成により、回転に伴ってオイルはオイル溝３９，４１と開口４７からデフケース１３に流出入し、オイル流路４３，４５などを通り、ピニオンギヤ７とサイドギヤ１５，１７との噛み合い部、球面ワッシャ３１、スラストワッシャ３３，３３などを潤滑・冷却する。

各ピニオンギヤ７には、各歯４９を連結する歯底部９のピニオンギヤ７の大径側に突出部１１が設けられている。この突出部１１は、ピニオンギヤ１１の鍛造時に半径方向に丸みを帯びるように塑性流動させて形成され、断面が歯先側に向かって肉厚が薄くなる山型となっている。これらの突出部１１が隣り合う２つの歯４９，４９間の圧縮及び引張り変形を抑制するように補佐するようになってピニオンギヤ７の強度（剛性）を向上させている。また、突出部１１は、サイドギヤ１５，１７の歯端に形成された面取部５１と対向するように面取部５１側に入り込んでいる。この構成により、突出部１１がサイドギヤ１５，１７と摺動しない範囲で突出部１１を最大限大きく取ることができ、さらにサイドギヤ１５，１７の強度を低下させることがなく、ピニオンギヤ７の強度を向上させている。

このような差動機構１では、各歯底部９に設けた突出部１１によってピニオンギヤ７の強度（剛性）がさらに向上するので、想定外の大きい外力が入力した場合であっても歯面の疲労（振動）によってこの外力が吸収（消費）されるから、変形、あるいは、ピニオンギヤ７がピニオンシャフト５側から割れを起こす胴割れのような破損が防止され、機能と寿命が正常に保たれる。

また、各歯４９の歯丈が高いことによりそれだけ大きいトルクが掛かるピニオンギヤ７の大径側に突出部１１を設けたことによって、変形や破損などがさらに効果的に防止される。

さらに、突出部１１は丸みを帯びた山型に形成されているので、経時的なトルク伝達噛み合いにおいて、突出部１１から微少クラックが入ることがない。

デファレンシャル装置３は、差動機構１を用いたことによって、機能と寿命がさらに向上する。

また、各ギヤのサイズアップや肉厚の増加が不要になるので、重量とコストの増加や、差動機構１をデフケース１３に収容できなくなることなどの不都合が避けられる。

さらに、ピニオンギヤ７の歯４９の小径側の先端部には円筒状肉厚部８が、その外径が歯底の小径部分と連続するように延出して形成されている。肉厚部８はサイドギヤ１５，１７の面取部１６，１８に対向するように位置しており、ベベルギヤ組の配置及び噛み合いスペースを犠牲にすることなく設けることができる。肉厚部８は大径側の突出部１１に対して小径側のギヤ強度を向上させるので、ピニオンギヤ７全体としての強度向上が図れる。

なお、本発明において、突出部の高さや突出部を設ける範囲などは、相手側ギヤと干渉しない範囲であれば、任意に選択可能であり、例えば、突出部をピニオンギヤ７の大径側だけでなく、小径側に設けてもよく、あるいは、歯底部全体に突出部を設けてもよい。

一実施例の差動機構及びこれを用いたデファレンシャル装置を示す断面図である。 図１の要部拡大図である。 一実施例のピニオンギヤの斜視図である。

符号の説明

１ 差動機構（ギヤ伝動機構）
３ デファレンシャル装置
５ ピニオンシャフト（支持軸）
７ ピニオンギヤ
８ 円筒状肉厚部
９ 歯底部
１１ 突出部
１３ デフケース
１５，１７ サイドギヤ（相手側ギヤ、出力側サイドギヤ）

Claims (4)

1. 支持軸上で回転自在に支持されたピニオンギヤと、これと噛み合う相手側ギヤとからなり、ベベルギヤで構成されたギヤ伝動機構であって、
   前記ピニオンギヤの歯底部に、前記相手側ギヤと干渉しない範囲で、突出部を設けたことを特徴とするギヤ伝動機構。
2. 請求項１記載のギヤ伝導機構であって、
   前記突出部を、前記ピニオンギヤの大径側に設けたことを特徴とするギヤ伝動機構。
3. 請求項１又は２記載のギヤ伝導機構であって、
   前記ピニオンギヤの小径側ギヤ部の先端側に円筒状肉厚部を設けたことを特徴とするギヤ伝導機構。
4. 原動機の駆動力によって回転するデフケースと、請求項１乃至３のいずれか１項に記載のギヤ伝動機構とを有し、前記支持軸が前記デフケースに支持され、前記相手側ギヤが一対設けられており、これらがそれぞれ車輪側に連結された出力側サイドギヤであることを特徴とするデファレンシャル装置。

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