JP2009250320A

JP2009250320A - デファレンシャル装置

Info

Publication number: JP2009250320A
Application number: JP2008097830A
Authority: JP
Inventors: Masaaki Fushiki; 正明伏木
Original assignee: GKN Driveline Torque Technology KK
Current assignee: GKN Driveline Japan Ltd
Priority date: 2008-04-04
Filing date: 2008-04-04
Publication date: 2009-10-29

Abstract

【課題】サイド・ギヤ及びピニオン・ギヤのセット位置からの偏倚回転を阻止し、デファレンシャル装置を車体へ無理なく組み付けることを簡単な構造で可能とする。
【解決手段】デフ・ケース３の内面に、ピニオン・ギヤ１７，１９及びサイド・ギヤ２３，２５の球面状の凸背面部１７ａ，１９ａ、２３ａ，２５ａをそれぞれ自転摺動可能に支持する球面状のピニオン・ギヤ凹支持面部９，１１及びサイド・ギヤ凹支持面部１３，１５を形成し、サイド・ギヤ２３，２５の凸背面部２３ａ，２５ａとデフ・ケース３のサイド・ギヤ凹支持面部１３，１５との間に、球面ワッシャ５３，５５を介設し、球面ワッシャ５３に、サイド・ギヤ２３とデフ・ケース３とに係合してデフ・ケース３に対するサイド・ギヤ２３のピニオン・ギヤ１７，１９回転軸心回りへの偏倚回転を阻止する係合部としてギヤ係合縁部５３ａ及びデフ係合縁部５５ａを設けたことを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、自動車などに供されるデファレンシャル装置に関する。

従来のデファレンシャル装置には、デフ・ケースの内面に同心球面状のピニオン・ギヤ凹支持面部及びサイド・ギヤ凹支持面部を形成し、このピニオン・ギヤ凹支持面部及びサイド・ギヤ凹支持面部に、ピニオン・ギヤ及びサイド・ギヤの球状の凸背面部をそれぞれ直接又はワッシャを介して自転摺動可能に支持させるものがある。

このようなデファレンシャル装置では、デフ・ケースのピニオン・ギヤ凹支持面部及びサイド・ギヤ凹支持面部を一度の旋削加工により形成できるため、加工を容易にすることができる。

しかし、デフ・ケースにピニオン・ギヤ及びサイド・ギヤを組み込んだデファレンシャル装置を自動車に組み込むまでに、球面状のピニオン・ギヤ凹支持面部及びサイド・ギヤ凹支持面部に対してサイド・ギヤ及びピニオン・ギヤがピニオン・シャフトを軸心としてセット位置から偏倚回転し、デフ・ケースの回転軸心に対してサイド・ギヤの回転軸心がずれることがあった。

このため、デフ・ケースのボス部からそのまま車軸側のサイド・シャフトを差し込んでもサイド・ギヤにスプライン結合させることができず、デファレンシャル装置を車体へ組み付けるのに困難を伴うという問題があった。

この問題に対し、サイド・ギヤにフラット状突部を設けると共に、ピニオン・ギヤにフラット面を形成し、サイド・ギヤのフラット状突部を、ピニオン・ギヤのフラット面に突き当てることで回転軸心ずれを防止していた。

しかし、サイド・ギヤにフラット状突部を設けるために重量が増大すると共に、構造が複雑になるという新たな問題を招いていた。
実公平４−３４２６８号公報

解決しようとする問題点は、サイド・ギヤにフラット状突部を、ピニオン・ギヤのフラット面に突き当てることで回転軸心ずれを防止していたため、サイド・ギヤにフラット状突部を設けることになり重量が増大すると共に、構造が複雑になり、コスト増になるという新たな問題を招いていた点である。

本発明は、サイド・ギヤ及びピニオン・ギヤのセット位置からの偏倚回転を阻止し、デファレンシャル装置を車体へ無理なく組み付けることを簡単な構造で可能とするため、回転自在に支持されるデフ・ケースと、前記デフ・ケース内に自転可能に支持されたピニオン・ギヤと、前記デフ・ケース内に相対回転自在に支持され前記ピニオン・ギヤに噛み合う一対のサイド・ギヤとを備え、前記デフ・ケースの内面に、前記ピニオン・ギヤ及びサイド・ギヤの球面状の凸背面部をそれぞれ自転摺動可能に支持する球面状のピニオン・ギヤ凹支持面部及びサイド・ギヤ凹支持面部を形成し、前記サイド・ギヤの凸背面部と前記デフ・ケースのサイド・ギヤ凹支持面部との間に、球面ワッシャを介設し、前記球面ワッシャに、前記サイド・ギヤとデフ・ケースとに係合してデフ・ケースに対する前記サイド・ギヤの前記ピニオン・ギヤ回転軸心回りへの偏倚回転を阻止する係合部を設けたことを最も主要な特徴とする。

本発明のデファレンシャル装置では、回転自在に支持されるデフ・ケースと、前記デフ・ケース内に自転可能に支持されたピニオン・ギヤと、前記デフ・ケース内に相対回転自在に支持され前記ピニオン・ギヤに噛み合う一対のサイド・ギヤとを備え、前記デフ・ケースの内面に、前記ピニオン・ギヤ及びサイド・ギヤの球面状の凸背面部をそれぞれ自転摺動可能に支持する球面状のピニオン・ギヤ凹支持面部及びサイド・ギヤ凹支持面部を形成し、前記サイド・ギヤの凸背面部と前記デフ・ケースのサイド・ギヤ凹支持面部との間に、球面ワッシャを介設し、前記球面ワッシャに、前記サイド・ギヤとデフ・ケースとに係合してデフ・ケースに対する前記サイド・ギヤの前記ピニオン・ギヤ回転軸心回りへの偏倚回転を阻止する係合部を設けた。

このため、サイド・ギヤにフラット状突部を設けなくとも、デフ・ケースに対するサイド・ギヤのピニオン・ギヤ回転軸心回りへの偏倚回転を阻止して回転軸心ずれを防止できるため、重量増大を抑制できると共に、構造が簡単になり、コストダウンを図ることができる。

サイド・ギヤ及びピニオン・ギヤのセット位置からの偏倚回転を阻止し、デファレンシャル装置を車体へ無理なく組み付けることを簡単な構造で可能とするという目的を、球面ワッシャの係合部により実現した。

図１は、本発明の実施例１に係るデファレンシャル装置の断面図、図２は、デフ・ケースが図１に対して９０°異なる回転位置においてデファレンシャル・ギヤ組み込み途中におけるデファレンシャル装置の断面図である。

図１，図２のように、デファレンシャル装置１のデフ・ケース３は、ケース壁部５の外面にリング・ギヤ取り付け用のフランジ部７を周回状に一体に有している。このデフ・ケース３の内面には、ピニオン・ギヤ凹支持面部９，１１及びサイド・ギヤ凹支持面部１３，１５が形成されている。ピニオン・ギヤ凹支持面部９，１１及びサイド・ギヤ凹支持面部１３，１５は、デフ・ケース３内の一対のピニオン・ギヤ１７，１９及びサイド・ギヤ２３，２５の回転軸心の交点を曲率中心Ｃとする同心球面の一部を構成する。

ケース壁部５の回転軸方向両側には、サイド・ギヤ凹支持面部１３，１５の外側においてボス部２７，２９が形成され、図示しないデフ・キャリヤにベアリングを介して回転自在に支持可能となっている。

ボス部２７の内周２７ａには、デフ・ケース３の回転軸心方向の内端に係止凹部３１が該回転軸心を中心として周回状に形成されている。

ケース壁部５の対向する一対のピニオン・ギヤ凹支持面部９，１１の中央には、ピニオン・シャフト２３の支持穴３７，３９が貫通形成されている。

ケース壁部５には、一対の窓４１，４３がフランジ部７に隣接して形成されている。窓４１は、そのほぼ中央と曲率中心Ｃとを通るデフ・ケース３の加工回転軸中心線が、前記フランジ部７に対して傾斜し得るように形成されている。

窓４１，４３は、径方向に対向するように形成され、重量バランスが採られている。窓４１，４３は、何れからも旋削工具を挿入させ且つ該旋削工具回りで前記曲率中心Ｃを通る加工回転軸中心線を中心に回転可能であり、旋盤のチャック治具でデフ・ケース３を挟み込み、加工回転軸中心線を中心に回転させピニオン・ギヤ凹支持面部９，１１及びサイド・ギヤ凹支持面部１３，１５を旋削し得る構成となっている。窓４１の内周には、加工回転軸中心線に平行に沿った面４５が形成されている。窓４３には、面４５と対称に面４７が形成されている。

ピニオン・ギヤ１７，１９は、球面状の凸背面部１７ａ，１９ａが同心球面状のピニオン・ギヤ凹支持面部９，１１に球面ワッシャ４９，５１を介して摺動回転可能に支持されている。

サイド・ギヤ２３，２５の凸背面部２３ａ，２５ａには、外周側肩部２３ｂ，２５ｂが周回状に形成されている。このサイド・ギヤ２３，２５は、ピニオン・ギヤ１７，１９に噛み合い、球面状の凸背面部２３ａ，２５ａが同心球面状のサイド・ギヤ凹支持面部１３，１５に球面ワッシャ５３，５５を介して摺動回転可能に支持されている。

ピニオン・ギヤ１７，１９は、ピニオン・シャフト５７に回転自在に支持され、ピニオン・シャフト５７は、支持穴３７，３９に嵌合支持され、スプリング・ピン５９により抜け止め、回り止めが行われている。

球面ワッシャ４９，５１には、内周に周方向所定間隔で係合縁部４９ａ，５１ａが屈曲して形成され、ピニオン・ギヤ１７，１９の内周側テーパー面１７ｂ，１９ｂに係合している。この係合により球面ワッシャ４９，５１の径方向の位置決めが行われている。

図３は、球面ワッシャ５３の断面図である。

図１〜図３のように、球面ワッシャ５３には、外周縁にギヤ係合縁部５３ａが周回状に形成され、内周縁にデフ係合縁部５３ｂが周回状に形成されている。ギヤ係合縁部５３ａは、サイド・ギヤ２３の外周側肩部２３ｂに嵌合するように係合している。デフ係合縁部５３ｂは、デフ・ケース３の係止凹部３１に嵌合するように係合している。この係合状態で、デフ係合縁部５３ｂの内周面は、ボス部２７の内周２７ａと面一或いは内周２７ａよりも若干外周側に位置している。

この球面ワッシャ５３のギヤ係合縁部５３ａ及びデフ係合縁部５３ｂは、前記のようにサイド・ギヤ２３とデフ・ケース３とに係合してデフ・ケース３に対するサイド・ギヤ２３のピニオン・ギヤ１７，１９回転軸心回りであるピニオン・シャフト５７軸心回りへの偏倚回転を阻止する係合部を構成する。

球面ワッシャ５５には、外周縁にギヤ係合縁部５５ａが周回状に形成されている。ギヤ係合縁部５５ａは、サイド・ギヤ２５の外周側肩部２５ｂに嵌合するように係合している。球面ワッシャ５５の内周縁５５ｂは、ボス部２９の内周２９ａよりも若干大径に形成されている。球面ワッシャ５５にデフ係合縁部を設けていないが、球面ワッシャ５３と同様にデフ係合縁部を設けてデフ・ケース３側に係合させる構成にすることもできる。また、デフ係合縁部を球面ワッシャ５５側にのみ形成することもできる。
［デファレンシャル・ギヤの組み込み］
デフ・ケース３に対して、球面ワッシャ５３，５５係合させたサイド・ギヤ２３，２５を窓４１，４３から先に挿入し、このサイド・ギヤ２３，２５を、球面ワッシャ５３，５５介してサイド・ギヤ凹支持面部１３，１５に配置する。

このとき球面ワッシャ５３，５５のギヤ係合縁部５３ａ，５５ａが、サイド・ギヤ２３，２５の外周側肩部２３ｂ，２５ｂに係合して位置決められているからサイド・ギヤ２３，２５と球面ワッシャ５３，５５とを一体的に取り扱い易く、組付が容易となる。

ついで、球面ワッシャ４９，５１を凸背面部１７ａ，１９ａに係合させたピニオン・ギヤ１７，１９を窓４１，４３から挿入して両サイド・ギヤ２３，２５に図２のように噛み合わせる。

このピニオン・ギヤ１７，１９及びサイド・ギヤ２３，２５からなるデファレンシャル・ギヤを図２の状態からデフ・ケース３の回転軸心回りでデフ・ケース３に対し９０°回転させ、図１の配置状態とする。

図１の配置状態において、図１のようにピニオン・シャフト５７を組み付け、デファレンシャル・ギヤの組み込みが完了する。その後、デフ・ケース３とピニオン・シャフト５７との間に、スプリング・ピン５９を組み付け、ピニオン・シャフト５７の抜け止め、回り止めが行われる。

そして、前記のように、球面ワッシャ５３のギヤ係合縁部５３ａがサイド・ギヤ２３の外周側肩部２３ｂに嵌合するように係合し、デフ係合縁部５３ｂがデフ・ケース３の係止凹部３１に嵌合するように係合するから、デフ・ケース３に対するサイド・ギヤ２３のピニオン・シャフト５７を軸心とする偏倚回転を阻止し、デフ・ケース３回転軸心回りの相対回転のみ許容することができる。

このように組み上げられたデファレンシャル装置１は、自動車への組み付けに際し、デフ・ケース３のボス部２７，２９の内周２７ａ，２９ａに車軸側のサイド・シャフトを挿入してサイド・ギヤ２３，２５のインナー・スプライン２３ｃ，２５ｃにスプライン結合させる。
［実施例１の効果］
本発明実施例１のデファレンシャル装置１は、回転自在に支持されるデフ・ケース３と、前記デフ・ケース３内に自転可能に支持されたピニオン・ギヤ１７，１９と、前記デフ・ケース３内に相対回転自在に支持され前記ピニオン・ギヤ１７，１９に噛み合う一対のサイド・ギヤ２３，２５とを備え、前記デフ・ケース３の内面に、前記ピニオン・ギヤ１７，１９及びサイド・ギヤ２３，２５の球面状の凸背面部１７ａ，１９ａ、２３ａ，２５ａをそれぞれ自転摺動可能に支持する球面状のピニオン・ギヤ凹支持面部９，１１及びサイド・ギヤ凹支持面部１３，１５を形成し、前記サイド・ギヤ２３，２５の凸背面部２３ａ，２５ａと前記デフ・ケース３のサイド・ギヤ凹支持面部１３，１５との間に、球面ワッシャ５３，５５を介設し、前記球面ワッシャ５３に、前記サイド・ギヤ２３とデフ・ケース３とに係合してデフ・ケース３に対する前記サイド・ギヤ２３の前記ピニオン・ギヤ１７，１９回転軸心回りへの偏倚回転を阻止する係合部としてギヤ係合縁部５３ａ及びデフ係合縁部５５ａを設けた。

このため、球面状のピニオン・ギヤ凹支持面部９，１１及びサイド・ギヤ凹支持面部１３，１５によるサイド・ギヤ２３，２５及びピニオン・ギヤ１７，１９の図１に示すセット位置からピニオン・シャフト５７を回転軸とした偏倚回転を阻止することができる。

従って、ボス部２７，２９の内周２７ａ，２９ａとサイド・ギヤ２３，２５のインナー・スプライン２３ｃ，２５ｃとの軸心の一致を維持させることができ、ボス部２７，２９の内周２７ａ，２９ａから挿入させるサイド・シャフトをインナー・スプライン２３ｃ，２５ｃへ無理なくスプライン結合させデファレンシャル装置１を車体へ容易に組み付けることができる。

この場合、サイド・ギヤ２３，２５にフラット状突部を設けなくとも、デフ・ケース３に対するサイド・ギヤ２３，２５のピニオン・ギヤ１７，１９回転軸心回りへの偏倚回転を阻止して回転軸心ずれを防止できるため、重量増大を抑制できると共に、構造が簡単になり、コストダウンを図ることができる。

さらに、従来のようにサイド・ギヤ２３，２５に突部を形成しないので、デフ・ケース３内部への各ギヤ２３，２５，１７，１９及びピニオン・シャフト５７の組付性が向上すると共に、サイド・ギヤ２３，２５の軸方向対向面間の空間容量を増大し、潤滑オイルの導入及び潤滑効果を向上できる。

前記ギヤ係合縁部５３ａは、前記球面ワッシャ５３の外周縁に形成され前記サイド・ギヤ２３の外周側肩部２３ｂに係合し、デフ係合縁部５３ｂは、前記球面ワッシャ５３の内周縁に形成され前記デフ・ケース３の係止凹部３１に係合する。

このため、ギヤ係合縁部５３ａ及びデフ係合縁部５３ｂを周回状に形成することができ、球面ワッシャ５３の剛性を高めることができる。

図４は、本発明の実施例２に係るデファレンシャル装置の断面図、図５は、デフ・ケースが図４に対して９０°異なる回転位置においてデファレンシャル・ギヤ組み込み途中におけるデファレンシャル装置の断面図、図６は、球面ワッシャの正面図、図７は、図６のＶＩＩ−ＶＩＩ線矢視断面図である。

なお、基本的な構成は実施例１と同様であり、同一又は対応した構成部分には、同符号又は同符号にＡを付して説明する。

本実施例のデファレンシャル装置１Ａでは、係合部として、球面ワッシャ５３Ａの外周縁にギヤ係合片部５３Ａａ及びデフ係合片部５３Ａｃをそれぞれ９０°配置の間隔を有して４個ずつ設けた。球面ワッシャ５３の内周縁５３Ａｂは、球面ワッシャ５５の内周縁５５ｂと同様に形成され、ボス部２７の内周２７ａよりも若干大径に形成されている。

このギヤ係合片部５３Ａａは、サイド・ギヤ２３の外周側肩部２３ｂに係合し、デフ係合片部５３Ａｃは、デフ・ケース３の径方向の内面５ａに係合する。

このため、本実施例でも、ギヤ係合片部５３Ａａのサイド・ギヤ２３への係合及びデフ係合片部５３Ａｃのデフ・ケース３への係合により、実施例１と同様にデフ・ケース３に対するサイド・ギヤ２３のピニオン・シャフト５７を軸心とする偏倚回転を阻止し、デフ・ケース３回転軸心回りの相対回転のみ許容することができる。

また、本実施例では、ギヤ係合片部５３Ａａ及びデフ係合片部５３Ａｃが、共に球面ワッシャ５３Ａの外周縁に９０°配置の間隔を有して４個ずつ形成した構成であるから、実施例１と比較して軽量化が可能である。

なお、ピニオン・ギヤ１７，１９は、ピニオン・シャフト５７を介さずデフ・ケース３に形成する支持孔に対してピニオン・ギヤ１７，１９に一体形成する軸部又はピニオン・ギヤ１７，１９の外周を直接支持しても良い。

デファレンシャル装置の断面図である。（実施例１）デフ・ケースが図１に対して９０°異なる回転位置においてデファレンシャル・ギヤ組み込み途中におけるデファレンシャル装置の断面図である。（実施例１）球面ワッシャの断面図である。（実施例１）デファレンシャル装置の断面図である。（実施例２）デフ・ケースが図４に対して９０°異なる回転位置においてデファレンシャル・ギヤ組み込み途中におけるデファレンシャル装置の断面図である。（実施例２）球面ワッシャの正面図である。（実施例２）図６のＶＩＩ−ＶＩＩ線矢視断面図である。（実施例２）

符号の説明

１，１Ａデファレンシャル装置
３デフ・ケース
５ケース壁部
７フランジ部
９，１１ピニオン・ギヤ凹支持面部
１３，１５サイド・ギヤ凹支持面部
１７，１９ピニオン・ギヤ
１７ａ，１９ａ，２３ａ，２５ａ凸背面部
２３，２５サイド・ギヤ
５３，５３Ａ球面ワッシャ
５３ａギヤ係合縁部（係合部）
５３ｂデフ係合縁部（係合部）
５３Ａａギヤ係合片部（係合部）
５３Ａｃデフ係合片部（係合部）

Claims

回転自在に支持されるデフ・ケースと、
前記デフ・ケース内に自転可能に支持されたピニオン・ギヤと、
前記デフ・ケース内に相対回転自在に支持され前記ピニオン・ギヤに噛み合う一対のサイド・ギヤとを備え、
前記デフ・ケースの内面に、前記ピニオン・ギヤ及びサイド・ギヤの球面状の凸背面部をそれぞれ自転摺動可能に支持する球面状のピニオン・ギヤ凹支持面部及びサイド・ギヤ凹支持面部を形成し、
前記サイド・ギヤの凸背面部と前記デフ・ケースのサイド・ギヤ凹支持面部との間に、球面ワッシャを介設し、
前記球面ワッシャに、前記サイド・ギヤとデフ・ケースとに係合してデフ・ケースに対する前記サイド・ギヤの前記ピニオン・ギヤ回転軸心回りへの偏倚回転を阻止する係合部を設けた、
ことを特徴とするデファレンシャル装置。
請求項１記載のデファレンシャル装置であって、
前記係合部は、前記球面ワッシャの外周縁に形成され前記サイド・ギヤに係合するギヤ係合縁部及び前記球面ワッシャの内周縁に形成され前記デフ・ケースに係合するデフ係合縁部である、
ことを特徴とするデファレンシャル装置。
請求項１記載のデファレンシャル装置であって、
前記係合部は、前記球面ワッシャの外周縁に形成され前記サイド・ギヤに係合するギヤ係合片部及び前記デフ・ケースに係合するデフ係合片部である、
ことを特徴とするデファレンシャル装置。