JP2009216118A

JP2009216118A - 差動装置

Info

Publication number: JP2009216118A
Application number: JP2008057899A
Authority: JP
Inventors: Shinichiro Ishikawa; 慎一郎石川
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2008-03-07
Filing date: 2008-03-07
Publication date: 2009-09-24

Abstract

【課題】簡単な構造で、ハウジングにおける本体と蓋体との相対変位を抑制し、騒音の発生を防止することができる差動装置を提供すること。
【解決手段】差動機構１２を収容する差動機構ケース１１と、ディファレンシャルキャリヤ２１と、ベアリングリテーナ２４と、ドライブピニオン１５と、リングギヤ１４とを備えた差動装置において、ディファレンシャルキャリヤ２１が、その開口周縁部２１ｄにおいて、差動機構ケース１１の第１ボス部の軸線に近接するとともにドライブピニオン１５の軸線から離隔する内周端と、内周端よりも第１ボス部の軸線から離隔し内周端よりもドライブピニオン１５の軸線に近接する外周端とを有し、内周端と外周端との間で形成された第１傾斜面を有する第１傾斜縁部を備え、ベアリングリテーナ２４が、第１傾斜縁部の第１傾斜面と密着する第２傾斜面を有する第２傾斜縁部を備えたことを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、差動装置に関し、詳しくは、本体と蓋体とに分割され差動機構を収容するハウジングにおける本体と、蓋体との相対変位を抑制するようにした差動装置に関する。

従来、この種の差動装置として、第１ボス部と、この第１ボス部と対向するとともに軸線が一致する第２ボス部とを有し、内部に差動機構を収容する差動機構ケースと、第１ボス部を第１軸受を介して回転自在に支持するとともに、第２ボス部を第２軸受を介して回転自在に支持するハウジングと、このハウジングに第３軸受を介して回転自在に支持されたドライブピニオンと、差動機構ケースに固定され、ドライブピニオンと直交して噛み合うリングギヤとを備えたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。

従来の差動装置においては、ハウジングが本体と蓋体とを含んで構成されており、本体は、第２軸受および第３軸受を支持するとともに開口部を有し、開口部から差動機構ケースを収容するようになっている。他方、蓋体は、第１軸受を支持するとともに本体にボルトなどの締結具により締結されており、この蓋体によって本体の開口部が塞がれるようになっている。この蓋体および本体には、蓋体を本体の所定の位置に固定し、蓋体と本体との相対変位の発生を防止するための位置決め構造が適用されている。例えば、ノックピンを本体側に圧入固定するとともに、ノックピンを挿通させる挿通穴を蓋体側に形成し、蓋体を本体に取り付ける際に、ノックピンを挿通穴に挿通させるようにして位置決めがなされている。また、本体側に形成した凸部と、蓋体側に形成した凹部とで構成されるインロー構造を設け、蓋体を本体に取り付ける際に、本体の凸部と蓋体の凹部とを嵌合させるようにして位置決めがなされている。
特開平１０−２８１２６６号公報

しかしながら、従来の差動装置においては、リングギヤがドライブピニオンと直交して噛み合っているので、ドライブピニオンからリングギヤに動力が伝達される際に、リングギヤおよびドライブピニオンに噛み合い反力が生ずる。リングギヤに生じた噛み合い反力は、差動機構ケースの第１ボス部および第１ボス部と蓋体との間に介装されている第１軸受を介して蓋体に作用する。すなわち、図９（ａ）に示すように、フランジボルト３により締結されている本体１および蓋体２の締結部分において、リングギヤに生じた噛み合い反力が蓋体２に対して引張力Ｆとして作用する。この引張力Ｆは、フランジボルトの軸線方向では分力Ｆｖとして作用し、ボルト３の軸線に直交する方向では分力Ｆｈとして作用することになる。この引張力Ｆに対して、本体１および蓋体２の接触面で生ずる摩擦力Ｇが、分力Ｆｈの反対方向に反力として作用する。

したがって、図９（ｂ）に示すように、フランジボルト３の軸線に直交する方向に、Ｆｈ−Ｇの分力が作用し、蓋体２の内壁面５がフランジボルト３のねじ部に当接するまで、蓋体２が変位し、本体１と蓋体２との間に変位ｚのズレが生じてしまう。前述の位置決め構造が本体および蓋体に適用されている場合でも、ノックピンと挿通穴との間および凸部と凹部との間に、組み付けおよび分解作業性を高めるために、一定の隙間が設けられているので、分力Ｆｈにより、前述の変位ｚと同様のズレが生じてしまう。

この場合、蓋体２の変位ｚが弾性限度内で生じているときは、蓋体２が元の形状に戻ろうとする復元力が蓋体２自体に作用するが、この復元力は、蓋体２に加えられた分力Ｆｈよりも小さく、さらに本体１と蓋体２の接触部分に生ずる摩擦力によって復元力が小さくなってしまうので、元の状態に復元されないという問題があった。

このように本体１と蓋体２との間にズレが生ずると、リングギヤとドライブピニオンとの間のバックラッシが適正値の２倍程度にまで増大してしまい、リングギヤおよびドライブピニオンに所期しない振動が発生し、リングギヤおよびドライブピニオンの耐久性が低下するとともに、騒音が発生してしまうという問題があった。このような騒音の発生を防止するため、例えば、本体１および蓋体２の厚みを増大させたり、各部を補強するなどして剛性を高めることも考えられるが、軽量化および省スペース化が促進できないという問題がある。

本発明は、前述のような従来の問題を解決し、以下の目的を達成することを課題とする。すなわち、本発明は、簡単な構造で、ハウジングにおける本体と蓋体との相対変位を抑制し、騒音の発生を防止することができる差動装置を提供することを目的とする。

本発明に係る差動装置は、上記目的達成のため、（１）第１ボス部と、前記第１ボス部と対向するとともに第１ボス部の軸線と一致する第２ボス部とを備え、内部に差動機構を収容する差動機構ケースと、前記第１ボス部を第１軸受を介して回転自在に支持するとともに、前記第２ボス部を第２軸受を介して回転自在に支持するハウジングと、前記ハウジングに第３軸受を介して回転自在に支持されたドライブピニオンと、前記差動機構ケースに固定され、前記ドライブピニオンと互いの軸線が交差するよう噛み合うリングギヤと、を備えた差動装置において、前記ハウジングが、前記第２軸受および前記第３軸受を支持するとともに前記差動機構ケースを収容し、前記第１ボス部側で開口する本体と、前記第１軸受を支持するとともに前記開口を塞いで前記本体に固定される蓋体とを有し、前記本体が、前記開口を囲む開口周縁部において、前記第１ボス部の前記軸線に近接するとともに前記ドライブピニオンの軸線から離隔する内周端と、前記内周端よりも前記第１ボス部の前記軸線から離隔し前記内周端よりも前記ドライブピニオンの前記軸線に近接する外周端とを有し、前記内周端と前記外周端との間で形成された第１傾斜面を有する第１傾斜縁部を備え、前記蓋体が、前記第１傾斜縁部の前記第１傾斜面と密着する第２傾斜面を有する第２傾斜縁部を備えたことを特徴とする。

この構成により、ドライブピニオンからリングギヤに動力が伝達される際、リングギヤに生じた噛み合い反力が、差動機構ケースおよび第１軸受を介して伝達され、蓋体に対し、蓋体を本体から離隔する方向に作用しても、第１傾斜面と第２傾斜面とが密着しているので、蓋体における径方向の変位が抑制される。したがって、ドライブピニオンとリングギヤとの適切なバックラッシが維持され、従来のように蓋体が変位して大きくなったバックラッシにより引き起こされる騒音の発生が防止される。

本発明に係る差動装置は、上記（１）に記載の構成を有する差動装置において、好ましくは、（２）前記第１傾斜縁部の前記第１傾斜面および前記第２傾斜縁部の前記第２傾斜面が、円環状に形成される。

この構成により、第１傾斜面と第２傾斜面が円環状に形成されているので、本体に蓋体を固定する際に、蓋体の軸線が、本体の軸線と一致する方向に蓋体が本体によって案内され、蓋体が本体に固定されたとき、両者の軸線が一致する。その結果、例えば、ノックピンやインローなどの位置決め構造を設けることなく、簡単な構造で、簡単に位置決めができ、差動装置の組立作業性が向上する。

本発明に係る差動装置は、上記（１）または（２）に記載の構成を有する差動装置において、好ましくは、（３）前記本体および前記蓋体が、前記第１ボス部の前記軸線の方向に締結力を生じさせる締結具によって固定されるよう構成される。

この構成により、締結具によって本体および蓋体が固定される際、第１ボス部の軸線の方向に締結力が生ずるので、蓋体の軸線が、本体の軸線と一致する方向に速やかに案内され、両者の軸線が一致した状態で蓋体が本体に確実に固定される。

本発明によれば、簡単な構造で、ハウジングにおける本体と蓋体との相対変位を抑制し、騒音の発生を防止することができる差動装置を提供することができる。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。

図１は、本発明の実施の形態に係る差動装置の断面図であり、図２は、差動機構ケースに収容された差動機構の断面図であり、図３は、差動装置のディファレンシャルキャリヤの開口周縁部の部分断面図であり、図４は、ディファレンシャルキャリヤに形成した傾斜面の模式図であり、図５は、差動装置のベアリングリテーナの断面図である。

まず、構成について説明する。
図１に示すように、差動装置１０は、差動機構ケース１１と、差動機構ケース１１に収容された差動機構１２と、差動機構ケース１１にフランジボルト１３により固定されたリングギヤ１４と、リングギヤ１４と互いの軸線が交差するよう噛み合うドライブピニオン１５と、差動機構ケース１１を円錐ころ軸受１６を介して回転自在に支持するとともに、ドライブピニオン１５を円錐ころ軸受１７、１８を介して回転自在に支持するディファレンシャルキャリヤ２１と、差動機構ケース１１を円錐ころ軸受２２を介して回転自在に支持するとともに、ディファレンシャルキャリヤ２１に締結具としてのフランジボルト２３により固定されたベアリングリテーナ２４と、ドライブピニオン１５に連結されるコンパニオンフランジ２５とを含んで構成されている。

本実施の形態の差動装置１０においては、本体としてのディファレンシャルキャリヤ２１と蓋体としてのベアリングリテーナ２４とが、本発明に係る差動装置のハウジングを構成している。このディファレンシャルキャリヤ２１およびベアリングリテーナ２４の内部には、差動機構１２、リングギヤ１４、ドライブピニオン１５および円錐ころ軸受１６、１７、１８、２２などの潤滑部材を潤滑するオイルが封入されており、ディファレンシャルキャリヤ２１およびベアリングリテーナ２４に形成された各開口部分には、図示しないシール部材が設けられている。

図２に示すように、差動機構ケース１１は、高い剛性を有する金属材料からなり、第１ボス部１１ａと、第１ボス部１１ａと対向し第１ボス部１１ａの軸線と一致する軸線を有する第２ボス部１１ｂと、第１ボス部１１ａおよび第２ボス部１１ｂと一体的に形成された側壁部１１ｃと、側壁部１１ｃの外周に形成されたフランジ部１１ｄとを含んで構成されている。

第１ボス部１１ａには、その軸線方向に貫通する貫通孔１１ｅが形成されるとともに、第２ボス部１１ｂには、貫通孔１１ｅと軸線が一致するよう形成された貫通孔１１ｆが形成されている。側壁部１１ｃには、第１ボス部１１ａの軸線と直交して貫通孔１１ｇが形成されるとともに、貫通孔１１ｇに直交して貫通孔１１ｈが形成されている。また、側壁部１１ｃには、貫通孔１１ｇの軸線を中心とする球面状の支持部１１ｉが形成されており、支持部１１ｉと対向する第２ボス部１１ｂ側にも球面状の支持部１１ｊが形成されている。フランジ部１１ｄには、複数の貫通孔１１ｋが形成されており、リングギヤ１４を固定するフランジボルト１３が挿通されるようになっている。

差動機構１２は、ピニオンシャフト３１と、ピニオンシャフト３１を差動機構ケース１１の側壁部１１ｃに固定する固定ピン３２と、ピニオンシャフト３１に回転自在に支持された一対のピニオンギヤ３３、３４と、差動機構ケース１１の貫通孔１１ｅに挿通された左アクスルシャフト３５と、左アクスルシャフト３５の先端部にスプライン嵌合され、ピニオンギヤ３３、３４と噛み合う左サイドギヤ３６と、差動機構ケース１１の貫通孔１１ｆに挿通された右アクスルシャフト３７と、右アクスルシャフト３７の先端部にスプライン嵌合され、ピニオンギヤ３３、３４と噛み合う右サイドギヤ３８とを含んで構成されている。

図１に示すように、リングギヤ１４は、かさ歯車、ハイポイドギヤなどの軸角が９０度をなす歯車からなり、ドライブピニオン１５の軸線と直交して噛み合っており、ドライブピニオン１５に伝達された動力を減速して差動機構１２に伝達するようになっている。
リングギヤ１４には、複数のねじ穴１４ａが形成されており、フランジボルト１３が挿入されるようになっている。

ドライブピニオン１５は、リングギヤ１４と同様のかさ歯車、ハイポイドギヤなどの軸角が９０度をなす歯車部１５ａと、一端部で歯車部１５ａと一体的に形成された軸部１５ｂとを含んで構成されており、軸部１５ｂで、円錐ころ軸受１７、１８を介してディファレンシャルキャリヤ２１に支持されている。ドライブピニオン１５は、円錐ころ軸受１８により、リングギヤ１４と離隔する方向への移動が規制されており、リングギヤ１４と歯車部１５ａとが所要のバックラッシになるよう調整された状態で噛み合っている。

軸部１５ｂには、他端部でスプライン外歯１５ｃが形成されており、スプライン外歯１５ｃとコンパニオンフランジ２５に形成されたスプライン内歯２５ａとが嵌合し、コンパニオンフランジ２５とドライブピニオン１５とが共に回転するようになっている。また、軸部１５ｂには、おねじ１５ｄが形成されており、このおねじ１５ｄには、ワッシャ２６およびナット２７が装着されてドライブピニオン１５にコンパニオンフランジ２５が固定されている。コンパニオンフランジ２５は、図示しないプロペラシャフトに連結されており、エンジンの動力がプロペラシャフトを介してドライブピニオン１５に伝達されるようになっている。

図１および図３に示すように、ディファレンシャルキャリヤ２１は、例えば、ダイキャストにより成形されたアルミニウムなどの軽量な金属材料からなり、全体の厚みが薄く形成されて軽量化されるとともに、複数のリブ２１ｒにより補強されており高い剛性を有している。ディファレンシャルキャリヤ２１は、差動機構ケース１１の第２ボス部１１ｂを支持する円錐ころ軸受１６を収容する軸受収容部２１ａと、ドライブピニオン１５の軸部１５ｂを支持する円錐ころ軸受１７、１８を収容する軸受収容部２１ｂ、２１ｃと、第１ボス部１１ａ側でドライブピニオン１５の軸線と略直交する方向への開口の開口周縁部２１ｄに形成された第１傾斜縁部２１ｅとを含んで構成されている。
開口周縁部２１ｄと、ドライブピニオン１５の軸線を挟んで対向する側には、図１に示す貫通孔２１ｆが形成されており、差動機構１２の右アクスルシャフト３７が挿通されるようになっている。

第１傾斜縁部２１ｅは、図４に示すように、第１ボス部１１ａの軸線ＣＬｂとの間隔ａとドライブピニオン１５の軸線ＣＬｄとの間隔ｂとを有する円環状の内周端２１ｈと、軸線ＣＬｂとの間隔ａよりも大きい間隔ｃと軸線ＣＬｄとの間隔ｂよりも小さい間隔ｄとを有する外周端２１ｉとの間に形成される第１傾斜面２１ｊを有している。

図３に示すように、内周端２１ｈは、軸線ＣＬｂに直交する断面が、直径Ｄ_１で円環状に形成されており、外周端２１ｉは、軸線ＣＬｂに直交する断面が、直径Ｄ_１より大きい直径Ｄ_２で円環状に形成されている。したがって、内周端２１ｈと外周端２１ｉとの間で円環状の第１傾斜面２１ｊが形成されることになる。この第１傾斜面２１ｊは、軸線ＣＬｂに直交する面に対して角度θで傾斜している。すなわち、内周端２１ｈから外周端２１ｉの方向に向かって拡開されている。また、第１傾斜面２１ｊには、複数のねじ穴２１ｋが形成されている。

図５に示すように、ベアリングリテーナ２４は、ディファレンシャルキャリヤ２１と同様に、ダイキャストにより成形されたアルミニウムなどの軽量な金属材料からなり、全体の厚みが薄く形成されて軽量化されるとともに、複数のリブ２４ｒにより補強されており高い剛性を有している。

ベアリングリテーナ２４は、差動機構ケース１１の第１ボス部１１ａを支持する円錐ころ軸受２２を収容する軸受収容部２４ａと、ベアリングリテーナ２４の外周部２４ｂに形成された第２傾斜縁部２４ｃとを含んで構成されており、第１ボス部１１ａの軸線ＣＬｂを中心とする貫通孔２４ｄが形成されている。

第２傾斜縁部２４ｃには、第１傾斜縁部２１ｅの第１傾斜面２１ｊと同様の第２傾斜面２４ｅが形成されている。具体的には、第２傾斜縁部２４ｃは、第１ボス部の軸線ＣＬｂに近接するとともにドライブピニオン１５の軸線ＣＬｄから離隔する内周端２４ｆと、内周端２４ｆよりも軸線ＣＬｂから離隔し、内周端２４ｆよりも軸線ＣＬｄに近接する外周端２４ｇとを有している。

内周端２４ｆは、軸線ＣＬｂに直交する断面が、第１傾斜縁部２１ｅの直径Ｄ_１と略同一の直径Ｄ_３で円環状に形成され、外周端２４ｇも、軸線ＣＬｂに直交する断面が、第１傾斜縁部２１ｅの直径Ｄ_２と略同一の直径Ｄ_４で円環状に形成されている。したがって、内周端２４ｆと外周端２４ｇとの間に円環状の第２傾斜面２４ｅが形成されることになる。この第２傾斜面２４ｅは、第１傾斜縁部２１ｅの第１傾斜面２１ｊと同様に、軸線ＣＬｂに直交する面に対して角度θで傾斜している。すなわち、内周端２４ｆから外周端２４ｇの方向に向かって拡開されている。また、第２傾斜面２４ｅには、複数の貫通孔２４ｈが形成されており、フランジボルト２３が挿入されるようになっている。

ベアリングリテーナ２４が、ディファレンシャルキャリヤ２１に、フランジボルト２３により固定されたとき、第１ボス部の軸線ＣＬｂの方向に締結力が生じ第２傾斜縁部２４ｃの第２傾斜面２４ｅと、第１傾斜縁部２１ｅの第１傾斜面２１ｊとが密着してディファレンシャルキャリヤ２１の開口を塞ぐようになっている。

本実施の形態に係る差動装置１０のディファレンシャルキャリヤ２１における内周端２１ｈの直径Ｄ_１、内周端２１ｈの軸線ＣＬｂとの間隔ａ、内周端２１ｈの軸線ＣＬｄとの間隔ｂ、外周端２１ｉの直径Ｄ_２、外周端２１ｉの軸線ＣＬｂとの間隔ｃ、外周端２１ｉの軸線ＣＬｄとの間隔ｄ、ベアリングリテーナ２４における内周端２４ｆの直径Ｄ_３、外周端２４ｇの直径Ｄ_４、第１傾斜面２１ｊおよび第２傾斜面２４ｅが傾斜する角度θは、差動装置１０の構造、形状、大きさおよび伝達される動力の設定条件、ディファレンシャルキャリヤ２１の大きさ、第１傾斜縁部２１ｅの大きさ、開口周縁部２１ｄの大きさ、ベアリングリテーナ２４の大きさ、第２傾斜縁部２４ｃの大きさなどの構成要素の設定条件などの諸条件に基づいて適宜選択される。

なお、第１傾斜面２１ｊおよび第２傾斜面２４ｅが傾斜する角度θは、大きいほど、ベアリングリテーナ２４の変位が、より抑制されるので、許容される範囲内で、できるだけ大きいことが好ましい。また、この第１傾斜面２１ｊおよび第２傾斜面２４ｅの表面は、滑らかな面であってもよく、粗い面であってもよいが、ベアリングリテーナ２４の変位を抑制するため、ベアリングリテーナ２４とディファレンシャルキャリヤ２１との接触部分に生ずる摩擦力を大きくすることができる粗い面であることが好ましい。また、第１傾斜面２１ｊおよび第２傾斜面２４ｅが互いに密着する形状であれば、平坦な面以外の面であってもよい。例えば、凹凸が形成された凹凸面であってもよい。

以下、本発明の実施の形態に係る差動装置１０のベアリングリテーナ２４とディファレンシャルキャリヤ２１の組立および作用について説明する。
図６は、本発明の実施の形態に係る差動装置１０における分解した状態のベアリングリテーナ２４とディファレンシャルキャリヤ２１の各断面を示す断面図である。

差動装置１０においては、図１に示される各構成要素がディファレンシャルキャリヤ２１の内部に適宜組み込まれる。例えば、円錐ころ軸受１７、１８がディファレンシャルキャリヤ２１の軸受収容部２１ｂ、２１ｃに装着され、ドライブピニオン１５が円錐ころ軸受１７、１８内に装着される。このとき、ドライブピニオン１５の歯車部１５ａと円錐ころ軸受１８との間にシムなどのスペーサを介装し、ドライブピニオン１５の軸線方向の位置を調整し、ドライブピニオン１５とリングギヤ１４とのバックラッシを調整するようにしてもよい。次いで、ドライブピニオン１５のスプライン外歯１５ｃがコンパニオンフランジ２５のスプライン内歯２５ａに挿入され嵌合し、ドライブピニオン１５のおねじ部１５ｄに、ワッシャ２６およびナット２７が装着され、ドライブピニオン１５とコンパニオンフランジ２５とが固定される。

そして、差動機構１２が差動機構ケース１１内に組み込まれ、図１および図６に示すように、フランジボルト１３が差動機構ケース１１の貫通孔１１ｋに挿入され、リングギヤ１４のねじ穴１４ａに挿入されて、リングギヤ１４が差動機構ケース１１にねじ結合されて固定される。次いで、円錐ころ軸受１６が軸受収容部２１ａに装着され、差動機構ケース１１の第２ボス部１１ｂが円錐ころ軸受１６に装着される。

次いで、円錐ころ軸受２２が差動機構ケース１１の第１ボス部１１ａに装着され、フランジボルト２３がベアリングリテーナ２４の貫通孔２４ｈに挿入され、ディファレンシャルキャリヤ２１のねじ穴２１ｋに挿入されてベアリングリテーナ２４がディファレンシャルキャリヤ２１にねじ結合されて固定される。このとき、円錐ころ軸受２２は、ベアリングリテーナ２４の軸受収容部２４ａに収容されて、リングギヤ１４が第１ボス部１１ａの軸線方向に変位しないよう、差動機構ケース１１を介してリングギヤ１４を保持している。

また、ベアリングリテーナ２４がディファレンシャルキャリヤ２１にねじ結合される際、ベアリングリテーナ２４の第２傾斜面２４ｅとディファレンシャルキャリヤ２１の第１傾斜面２１ｊが円環状に形成されているので、フランジボルト２３により、ベアリングリテーナ２４がディファレンシャルキャリヤ２１に押圧されるのに従って、ベアリングリテーナ２４の軸線ＣＬｂが、ディファレンシャルキャリヤ２１の軸線と一致する方向に案内され、ベアリングリテーナ２４がディファレンシャルキャリヤ２１に固定されたとき、両者の軸線が一致する。その結果、ノックピンやインローなどの位置決め構造を設けることなく、フランジボルト２３により固定するだけの簡単な構造で、簡単に位置決めをすることができる。

また、リングギヤ１４と差動機構ケース１１のフランジ部１１ｄとの間、または、円錐ころ軸受２２と差動機構ケース１１との間にシムなどのスペーサを介装し、リングギヤ１４の軸線方向の位置を調整し、リングギヤ１４とのバックラッシを調整するようにしてもよい。このようにして、ドライブピニオン１５とリングギヤ１４とのバックラッシが適切な値でセットされた状態で、差動装置１０が組み立てられる。

図７は、本発明の実施の形態に係る差動装置１０の断面を示し、ドライブピニオン１５とリングギヤ１４との噛み合い反力の作用を示す説明図であり、図８は、ベアリングリテーナ２４の第２傾斜面２４ｅに作用する反力を示す説明図である。

図示しないエンジンの動力が、コンパニオンフランジ２５を介してドライブピニオン１５に伝達されると、ドライブピニオン１５に噛み合うリングギヤ１４に伝達される。そして、リングギヤ１４とともに差動機構ケース１１が回転し、差動機構ケース１１内の差動機構１２が動作し、左アクスルシャフト３５および右アクスルシャフト３７に伝達され、最終的に左右の車輪に動力が伝達される。

図７に示すように、ドライブピニオン１５からリングギヤ１４に動力が伝達される際、互いに軸角が９０度で噛み合っているので、リングギヤ１４に生じた噛み合い反力Ａが矢印で示す方向に生ずる。この噛み合い反力Ａは、差動機構ケース１１のフランジ部１１ｄを介して、差動機構ケース１１の第１ボス部１１ａに伝達される。そして、矢印で示す方向、すなわち、第１ボス部１１ａの軸線方向に押圧力Ｂが生じ、円錐ころ軸受２２が押圧力Ｂで押圧され、円錐ころ軸受２２に生じた矢印で示す押圧力Ｃにより、ベアリングリテーナ２４が押圧される。このとき、ベアリングリテーナ２４の第２傾斜縁部２４ｃに対して、矢印で示すように径方向の内方に向かう引張力Ｄが生ずる。

図８に示すように、第２傾斜縁部２４ｃに引張力Ｄが生ずると、ベアリングリテーナ２４の第２傾斜面２４ｅと、ディファレンシャルキャリヤ２１の第１傾斜面２１ｊとの間に生ずる摩擦力により点線の矢印で示す反力Ｅが生ずる。この反力Ｅは、ベアリングリテーナ２４の径方向には分力Ｅｈが生じ、その軸線方向には分力Ｅｖが生ずる。すなわち、分力Ｅｈはベアリングリテーナ２４の径方向の変位を阻止するよう作用し、分力Ｅｖは、ベアリングリテーナ２４をディファレンシャルキャリヤ２１に密着させる方向に作用するので、反力Ｅはベアリングリテーナ２４の径方向への変位が阻止されるよう作用する。

このように、本実施の形態に係る差動装置１０においては、その構成により次のような効果が得られる。すなわち、本実施の形態に係る差動装置１０は、前述したように内部に差動機構１２を収容する差動機構ケース１１と、ディファレンシャルキャリヤ２１と、ベアリングリテーナ２４と、リングギヤ１４と、ドライブピニオン１５とを備え、ディファレンシャルキャリヤ２１が、その開口周縁部２１ｄにおいて、差動機構ケース１１の第１ボス部１１ａの軸線ＣＬｂに近接するとともにドライブピニオン１５の軸線ＣＬｄから離隔する内周端２１ｈと、内周端２１ｈよりも第１ボス部１１ａの軸線ＣＬｄから離隔し、内周端２１ｈよりもドライブピニオン１５の軸線ＣＬｄに近接する外周端２１ｉとを有し、内周端２１ｈと外周端２１ｉとで画成された第１傾斜面２１ｊを有する第１傾斜縁部２１ｅを備え、ベアリングリテーナ２４が、第１傾斜縁部２１ｅの第１傾斜面２１ｊと密着する第２傾斜面２４ｅを有する第２傾斜縁部２４ｃを備えている。

その結果、ドライブピニオン１５からリングギヤ１４に動力が伝達される際、リングギヤ１４に生じた噛み合い反力が、差動機構ケース１１のフランジ部１１ｄ、円錐ころ軸受２２を介して、ベアリングリテーナ２４に伝達され、ベアリングリテーナ２４がディファレンシャルキャリヤ２１から離隔する方向に押圧されても、ベアリングリテーナ２４の位置がズレることはない。すなわち、ベアリングリテーナ２４が円錐ころ軸受２２により押圧されて、第２傾斜縁部２４ｃに径方向の内方に向かう引張力が生じても、ベアリングリテーナ２４の第２傾斜面２４ｅと、ディファレンシャルキャリヤ２１の第１傾斜面２１ｊとの間に生ずる摩擦力により、引張力に対応する反力が生ずる。

この反力は、ベアリングリテーナ２４の径方向および軸線方向への各分力として作用する。径方向の分力はベアリングリテーナ２４の径方向の変位を阻止するよう作用し、軸線方向の分力は、ベアリングリテーナ２４をディファレンシャルキャリヤ２１に密着させる方向に作用するので、ベアリングリテーナ２４の径方向への変位が阻止されるよう作用する。このようにして、リングギヤ１４に生じた噛み合い反力が生じても、ベアリングリテーナ２４における径方向への変位を抑制することができる。したがって、ドライブピニオン１５とリングギヤ１４との適切なバックラッシを維持することができ、バックラッシが増大することにより発生する振動を抑制することができるので、騒音の発生を防止することができる。

また、ベアリングリテーナ２４の第２傾斜面２４ｅとディファレンシャルキャリヤ２１の第１傾斜面２１ｊが円環状に形成されているので、フランジボルト２３の締め付けにより、ベアリングリテーナ２４がディファレンシャルキャリヤ２１に押圧されて、ベアリングリテーナ２４の軸線ＣＬｂが、ディファレンシャルキャリヤ２１の軸線と一致する方向に案内され、ベアリングリテーナ２４がディファレンシャルキャリヤ２１に固定されたとき、両者の軸線を一致させることができる。その結果、ノックピンやインローなどの位置決め構造を設けることなく、フランジボルト２３により固定するだけの簡単な構造で、簡単に位置決めができ、差動装置１０の組立作業性を向上させることができる。

本実施の形態に係る差動装置１０においては、エンジンの動力をプロペラシャフトを介してドライブピニオン１５に伝達する内燃機関の差動装置に適用した場合について説明したが、本発明に係る差動装置においては、内燃機関の他の装置に適用してもよく、内燃機関以外の他の機器の差動装置に適用してもよい。例えば、動力伝達装置と差動装置が連結されたトランスアクスルの差動装置であってもよく、産業機器、工作機器および計測機器などの差動装置であってもよい。

本実施の形態に係る差動装置１０においては、第１傾斜縁部２１ｅの第１傾斜面２１ｊおよび第２傾斜縁部２４ｃの第２傾斜面２４ｅが、円環状に形成された場合について説明したが、本発明に係る差動装置においては、第１傾斜縁部の第１傾斜面および第２傾斜縁部の第２傾斜面を、円環状以外の形状に形成してもよい。例えば、第１傾斜縁部の第１傾斜面および第２傾斜縁部の第２傾斜面を、三角錐台状または、四角錐台状に形成してもよい。

本実施の形態に係る差動装置１０においては、ベアリングリテーナ２４に貫通孔２４ｈを形成し、ディファレンシャルキャリヤ２１にねじ穴２１ｋを形成し、締結具としてのフランジボルト２３により固定する場合について説明したが、本発明に係る差動装置においては、蓋体としてのベアリングリテーナと本体としてのディファレンシャルキャリヤを他の締結具により固定してもよい。例えば、本体にねじ棒を植設し、蓋体に貫通孔を形成して、ナットおよびワッシャにより固定してもよく、本体側に係合部を形成するとともに、蓋体側に係合金具を有するファスナーを設け、蓋体の係合金具を本体の係合部に係合させて、ワンタッチで固定するようにしてもよい。

本実施の形態に係る差動装置１０においては、差動機構ケース１１が第１ボス部１１ａと、第２ボス部１１ｂとを側壁部１１ｃを介して一体的に形成された場合について説明したが、本発明に係る差動装置においては、差動機構ケースの第１ボス部と、第２ボス部とを一体的構造以外の構造で形成するようにしてもよい。例えば、第１ボス部と、第２ボス部とを分割した分割構造で形成してもよく、この場合には、第１ボス部と、第２ボス部とをボルトなどの結合手段により一体化するようにしてもよい。

本実施の形態の差動装置１０においては、ドライブピニオン１５とリングギヤ１４の軸角が９０度の場合について説明したが、本発明に係る差動装置においては、ドライブピニオンとリングギヤの軸角は、９０度以外の角度であってもよい。例えば、ドライブピニオンとリングギヤの軸角は、６０度ないし１２０度であってもよい。

以上説明したように、本発明に係る差動装置は、簡単な構造で、ハウジングにおける本体と蓋体との相対変位を抑制し、騒音の発生を防止することができるという効果を奏し、最終減速装置やトランスアクスルなどの動力伝達装置の差動装置全般に有用である。

本発明の実施の形態に係る差動装置の断面図である。本発明の実施の形態に係る差動装置の差動機構ケースに収容された差動機構の断面図である。本発明の実施の形態に係る差動装置のディファレンシャルキャリヤの開口周縁部の部分断面図である。本発明の実施の形態に係る差動装置のディファレンシャルキャリヤに形成した傾斜面の模式図である。本発明の実施の形態に係る差動装置のベアリングリテーナの断面図である。本発明の実施の形態に係る差動装置における分解した状態のベアリングリテーナとディファレンシャルキャリヤの各断面を示す断面図である。本発明の実施の形態に係る差動装置の断面を示し、ドライブピニオンとリングギヤとの噛み合い反力の作用を示す説明図である。本発明の実施の形態に係る差動装置の部分断面を示し、ベアリングリテーナの第２傾斜面に作用する反力を示す説明図である。従来の差動装置の部分断面を示し、本体および蓋体の固定部分に作用する外力を示す説明図であり、図９（ａ）は、外力Ｆとその反力Ｇが本体および蓋体の締結部分に作用する状態を示し、図９（ｂ）は、本体に対して蓋体が変位した状態を示す。

符号の説明

１０差動装置
１１差動機構ケース
１１ａ第１ボス部
１１ｂ第２ボス部
１１ｃ側壁部
１２差動機構
１３フランジボルト
１４リングギヤ
１５ドライブピニオン
１６円錐ころ軸受（第２軸受）
１７、１８円錐ころ軸受（第３軸受）
２２円錐ころ軸受（第１軸受）
２１ディファレンシャルキャリヤ（ハウジング）
２１ａ、２１ｂ、２１ｃ軸受収容部
２１ｄ開口周縁部
２１ｅ第１傾斜縁部
２１ｈ、２４ｆ内周端
２１ｉ、２４ｇ外周端
２１ｊ第１傾斜面
２３フランジボルト（締結具）
２４ベアリングリテーナ（ハウジング）
２４ａ軸受収容部
２４ｂ外周部
２４ｃ第２傾斜縁部
２４ｅ第２傾斜面
３１ピニオンシャフト
３２固定ピン
３３、３４ピニオンギヤ
３５左アクスルシャフト
３６左サイドギヤ
３７右アクスルシャフト
３８右サイドギヤ

Claims

第１ボス部と、前記第１ボス部と対向するとともに第１ボス部の軸線と一致する第２ボス部とを備え、内部に差動機構を収容する差動機構ケースと、
前記第１ボス部を第１軸受を介して回転自在に支持するとともに、前記第２ボス部を第２軸受を介して回転自在に支持するハウジングと、
前記ハウジングに第３軸受を介して回転自在に支持されたドライブピニオンと、
前記差動機構ケースに固定され、前記ドライブピニオンと互いの軸線が交差するよう噛み合うリングギヤと、を備えた差動装置において、
前記ハウジングが、前記第２軸受および前記第３軸受を支持するとともに前記差動機構ケースを収容し、前記第１ボス部側で開口する本体と、前記第１軸受を支持するとともに前記開口を塞いで前記本体に固定される蓋体とを有し、
前記本体が、前記開口を囲む開口周縁部において、前記第１ボス部の前記軸線に近接するとともに前記ドライブピニオンの軸線から離隔する内周端と、前記内周端よりも前記第１ボス部の前記軸線から離隔し前記内周端よりも前記ドライブピニオンの前記軸線に近接する外周端とを有し、前記内周端と前記外周端との間で形成された第１傾斜面を有する第１傾斜縁部を備え、
前記蓋体が、前記第１傾斜縁部の前記第１傾斜面と密着する第２傾斜面を有する第２傾斜縁部を備えたことを特徴とする差動装置。
前記第１傾斜縁部の前記第１傾斜面および前記第２傾斜縁部の前記第２傾斜面が、円環状に形成されていることを特徴とする請求項１に記載の差動装置。
前記本体および前記蓋体が、前記第１ボス部の前記軸線の方向に締結力を生じさせる締結具によって固定されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の差動装置。