JP2010144911A - Differential gear device for vehicle - Google Patents

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JP2010144911A JP2008326059A JP2008326059A JP2010144911A JP 2010144911 A JP2010144911 A JP 2010144911A JP 2008326059 A JP2008326059 A JP 2008326059A JP 2008326059 A JP2008326059 A JP 2008326059A JP 2010144911 A JP2010144911 A JP 2010144911A
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Takanori Nukada
高徳 額田
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Toyota Motor Corp
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a differential gear device for a vehicle attaining weight reduction while suppressing the looseness of a fastener for fastening a differential case to a large-diameter gear. <P>SOLUTION: The large-diameter gear 14 is formed to be thick in wall thickness t1' near a window section 12w in comparison with the wall thickness of the other portion in a fastening section 14i related to fastening to a differential case 12. The wall thickness of a portion corresponding to a column part of the large-diameter gear 14 is thereby formed to be thin to attain weight reduction, and the wall thickness t1' near the window section 12w is formed to be thick to suitably suppress the looseness of the fastener for fastening the differential case 12 to the large-diameter gear 14. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、車両用差動歯車装置に関し、特に、デフケースと大径歯車とを締結する締結具の弛みを抑制しつつデフケースの軽量化を図るための改良に関する。   The present invention relates to a differential gear device for a vehicle, and more particularly to an improvement for reducing the weight of a differential case while suppressing loosening of a fastener that fastens the differential case and a large-diameter gear.

車両の動力伝達経路には、エンジンの動力を前後或いは左右の駆動輪に配分するための差動歯車装置が用いられている。例えば、特許文献1に記載されたデフ装置がそれである。このような差動歯車装置は、ハウジングと、外周歯を有してそのハウジング内に設けられた大径歯車と、その大径歯車と一体的に設けられて一軸心まわりに回転する殻状のデフケースと、そのデフケース内においてそのデフケースに固定されたピニオンシャフトにより前記一軸心と直交する軸心まわりに回転可能に支持されたピニオンギヤと、上記デフケース内においてそのピニオンギヤを介在させた状態で相対向し且つ前記一軸心まわりに相対回転可能に設けられた一対のサイドギヤとを備えて構成される。   A differential gear device for distributing engine power to front and rear or left and right drive wheels is used in the power transmission path of the vehicle. For example, the differential apparatus described in Patent Document 1 is that. Such a differential gear device includes a housing, a large-diameter gear having an outer peripheral tooth and provided in the housing, and a shell-like shape that is provided integrally with the large-diameter gear and rotates around a single axis. The differential case, a pinion gear rotatably supported around an axis perpendicular to the one axis by a pinion shaft fixed to the differential case in the differential case, and the pinion gear interposed in the differential case And a pair of side gears provided so as to be relatively rotatable about the one axis.

実開平6−67950号公報Japanese Utility Model Publication No. 6-67950

しかし、前述したような従来の技術において、デフケースの軽量化を考えた場合、そのデフケースと前記大径歯車とを締結する締結具の弛みが問題となる。本発明者は、斯かる締結具の弛みが接合面の滑りによって発生することに着目し、そのような接合面の滑りはデフケース及び大径歯車をどのような形状とした場合に起こり易いのかを実験的な考察も含めて追究し、鋭意研究を継続してきた。   However, in the conventional technology as described above, when considering the weight reduction of the differential case, loosening of the fastener that fastens the differential case and the large-diameter gear becomes a problem. The inventor of the present invention pays attention to the fact that such looseness of the fastener is caused by the slip of the joint surface, and shows how the slip of the joint surface is likely to occur when the differential case and the large-diameter gear are formed. We have pursued research, including experimental considerations, and have continued intensive research.

本発明は、上記研究の一結果として為されたものであり、その目的とするところは、デフケースと大径歯車とを締結する締結具の弛みを抑制しつつ軽量化を実現する車両用差動歯車装置を提供することにある。   The present invention has been made as a result of the above research, and the object of the present invention is to provide a vehicle differential that realizes weight reduction while suppressing loosening of a fastener that fastens a differential case and a large-diameter gear. The object is to provide a gear device.

斯かる目的を達成するために、本発明の要旨とするところは、外周歯を有する大径歯車と、所定の締結具により締結されることでその大径歯車と一体的に設けられて一軸心まわりに回転するデフケースと、そのデフケース内においてそのデフケースに固定されたピニオンシャフトにより前記一軸心と直交する軸心まわりに回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おいてそのピニオンギヤを介在させた状態で相対向し且つ前記一軸心まわりに相対回転可能に設けられた一対のサイドギヤとを備えた車両用差動歯車装置であって、前記デフケースは、その肉厚方向に貫通して設けられた少なくとも1つの窓部を備えたものであり、前記大径歯車は、前記デフケースとの締結に係る部分において、前記窓部近傍ではそれ以外の部分と比較してその肉厚が厚く形成されたことを特徴とするものである。   In order to achieve such an object, the gist of the present invention is that a large-diameter gear having outer peripheral teeth and a large-diameter gear are integrally provided by being fastened by a predetermined fastener. A differential case that rotates about a center, a pinion gear that is rotatably supported about an axis perpendicular to the one axis by a pinion shaft fixed to the differential case in the differential case, and the pinion gear interposed in the differential case A differential gear device for a vehicle having a pair of side gears that are opposed to each other and are rotatable relative to each other around the one axis, wherein the differential case is provided so as to penetrate in the thickness direction thereof. The large-diameter gear is a portion related to the fastening with the differential case, and the other portion in the vicinity of the window portion. It is characterized in that its thickness is thicker in comparison with.

本発明者の研究によれば、前記デフケースと大径歯車との締結に係る部分の接合面の滑りを抑制するためには、その大径歯車側の締結部の肉厚を厚くすることが効果的であることがわかった。従って、本発明によれば、前記デフケースは、その肉厚方向に貫通して設けられた少なくとも1つの窓部を備えたものであり、前記大径歯車は、前記デフケースとの締結に係る部分において、前記窓部近傍ではそれ以外の部分と比較してその肉厚が厚く形成されたものであることから、前記大径歯車の柱部における肉厚を薄く構成することで軽量化を図ると共に、前記デフケースの窓部近傍の肉厚を厚く構成することでそのデフケースと大径歯車とを締結する締結具の弛みを好適に抑制することができる。すなわち、デフケースと大径歯車とを締結する締結具の弛みを抑制しつつ軽量化を実現する車両用差動歯車装置を提供することができる。   According to the research of the present inventor, in order to suppress the slip of the joint surface of the portion related to the fastening between the differential case and the large-diameter gear, it is effective to increase the thickness of the fastening portion on the large-diameter gear side. I found out that Therefore, according to the present invention, the differential case is provided with at least one window portion penetrating in the thickness direction thereof, and the large-diameter gear is in a portion related to fastening with the differential case. In the vicinity of the window portion, the thickness thereof is formed as compared with the other portions, so that the thickness of the columnar portion of the large-diameter gear is reduced and the weight is reduced. By making the wall thickness in the vicinity of the window portion of the differential case thick, it is possible to suitably suppress loosening of the fastener that fastens the differential case and the large-diameter gear. That is, it is possible to provide a vehicle differential gear device that realizes weight reduction while suppressing loosening of a fastener that fastens the differential case and the large-diameter gear.

以下、本発明の好適な実施例を図面に基づいて詳細に説明する。   Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

図1は、本発明が好適に適用される車両用差動歯車装置(デファレンシャル装置)10を説明する図であって、ピニオンシャフト(小歯車軸)18の軸心及びドライブシャフト24の軸心を含む平面で切断した断面図である。この図1に示すように、上記差動歯車装置10は、図示しない入力軸の軸心と直交する軸心まわりに回転可能(自転可能)にハウジングとの間に一対の円錐ころ軸受を介して支持された例えば鋳鉄製のデフケース(デファレンシャルケース)12と、そのデフケース12の外周部にボルト等の締結具15により固定されて図示しない終減速装置の小径傘歯車と噛み合う大径歯車14と、上記デフケース12に両端部が支持され、そのデフケース12の回転軸心に直交する姿勢でノックピン16によりそのデフケース12に固定されたピニオンシャフト18と、そのピニオンシャフト18を挟んで相対向する状態で、上記デフケース12によってその軸心まわりに回転可能(自転可能)に支持された一対のサイドギヤ20l、20rと、上記ピニオンシャフト18が貫通させられることによってそのピニオンシャフト18により回転可能(自転可能)に支持されて一対のサイドギヤ20l、20rとそれぞれ噛み合う一対のピニオンギヤ22とを、備えている。   FIG. 1 is a diagram illustrating a vehicle differential gear device (differential device) 10 to which the present invention is preferably applied. The shaft center of a pinion shaft (small gear shaft) 18 and the shaft center of a drive shaft 24 are illustrated. It is sectional drawing cut | disconnected by the plane containing. As shown in FIG. 1, the differential gear device 10 is rotatable (rotatable) around a shaft center orthogonal to an input shaft shaft (not shown) via a pair of tapered roller bearings between the housing and the housing. A diff case (differential case) 12 made of, for example, cast iron that is supported, a large-diameter gear 14 that is fixed to an outer peripheral portion of the diff case 12 with a fastener 15 such as a bolt and meshes with a small-diameter bevel gear of a final reduction gear (not shown), Both ends of the differential case 12 are supported, and the pinion shaft 18 fixed to the differential case 12 by a knock pin 16 in a posture orthogonal to the rotational axis of the differential case 12 is opposed to the pinion shaft 18 with the pinion shaft 18 therebetween. A pair of side gears 20l, 20r supported by the differential case 12 so as to be rotatable (rotatable) about its axis, Can be rotated by the pinion shaft 18 by the on-shaft 18 is passed through (capable of rotating) to the support by a pair of side gears 20l, a pair of pinion gears 22 that mesh 20r respectively, are provided.

また、上記デフケース12には、左右一対の車輪に対応するドライブシャフト24(図1では右輪に対応するもののみを示している)を挿入するために形成された左右一対の貫通穴26l、26rが設けられている。また、上記ドライブシャフト24の端部外周面には嵌合溝(スプライン溝)28が形成されると共に、上記サイドギヤ20の内周面にはその嵌合溝28と噛み合うように嵌合歯(スプライン歯)30が形成されており、上記貫通穴26に挿入されたドライブシャフト24は、上記サイドギヤ20の内周側に上記嵌合溝28及び嵌合歯30が相互に噛み合わされるように嵌め入れられることで、上記サイドギヤ20と共通の軸心まわりに相対回転不能とされ、そのサイドギヤ20と一体的に回転させられるように構成されている。また、上記ドライブシャフト24の端部における外周部には、スナップリング34を嵌入させるための環状の溝部32が形成されており、その溝部32に嵌め入れられたスナップリング34が上記サイドギヤ20のピニオンシャフト18側端部に当接させられると共に上記ドライブシャフト24の溝部32側壁に当接させられることで、それらサイドギヤ20及びドライブシャフト24の軸心方向に関する相対位置変化が抑止され、そのドライブシャフト24がサイドギヤ20から抜けないように構成されている。   The differential case 12 has a pair of left and right through-holes 26l and 26r formed for inserting a drive shaft 24 corresponding to the pair of left and right wheels (only the one corresponding to the right wheel is shown in FIG. 1). Is provided. Further, a fitting groove (spline groove) 28 is formed on the outer peripheral surface of the end portion of the drive shaft 24, and a fitting tooth (spline) is formed so as to mesh with the fitting groove 28 on the inner peripheral surface of the side gear 20. Teeth) 30 are formed, and the drive shaft 24 inserted into the through hole 26 is fitted into the inner peripheral side of the side gear 20 so that the fitting groove 28 and the fitting teeth 30 are engaged with each other. As a result, the relative rotation about the axis common to the side gear 20 is disabled, and the side gear 20 can be rotated integrally with the side gear 20. An annular groove 32 for fitting the snap ring 34 is formed on the outer peripheral portion at the end of the drive shaft 24, and the snap ring 34 fitted into the groove 32 is a pinion of the side gear 20. By being brought into contact with the end portion on the shaft 18 side and being brought into contact with the side wall of the groove portion 32 of the drive shaft 24, the relative position change in the axial direction of the side gear 20 and the drive shaft 24 is suppressed, and the drive shaft 24 Is configured not to come out of the side gear 20.

また、前記差動歯車装置10では、それぞれ環状を成す一対のワッシャ(座金)36が上記一対のサイドギヤ20l、20rの端面とそれを支持するデフケース12の貫通穴26l、26rの内側開口縁との間に介挿されている。また、部分球面状であって中央に前記ピニオンシャフト18を通す穴を有する凸円板状のワッシャ(座金)38が、上記一対のピニオンギヤ22の外周側端面とデフケース12の内壁面との間に介挿されている。斯かるワッシャ36、38は、耐磨耗性を有する金属、例えば鉛基或いはSn基の軸受メタルや、必要に応じてその合金にバネ性をさらに加えた金属により構成されている。   Further, in the differential gear device 10, a pair of washers (washers) 36 each having an annular shape are formed between the end surfaces of the pair of side gears 20l and 20r and the inner opening edges of the through holes 26l and 26r of the differential case 12 that support the end gears. It is inserted in between. A convex disk washer (washer) 38 that is partially spherical and has a hole through which the pinion shaft 18 passes in the center is provided between the outer peripheral side end surfaces of the pair of pinion gears 22 and the inner wall surface of the differential case 12. It is inserted. The washers 36 and 38 are made of a wear-resistant metal, for example, a lead-based or Sn-based bearing metal, or a metal obtained by further adding spring properties to the alloy as required.

図2は、本実施例の差動歯車装置10を図1の矢印IIに示す方向に視た正面図である。また、図3は、斯かる差動歯車装置10を図2の矢印IIに示す方向に視た側面図である。この図3に示すように、前記デフケース12には、その肉厚方向に貫通して窓部12wが形成されている。好適には、前記デフケース12の側周部(円筒部)に、軸心Cを中心として相対向するように一対の窓部12wが設けられたものである。換言すれば、図2に示すように、その軸心Cを中心とする回転方向に前記デフケース12の側周部を4分割した場合、各部分はそれぞれ交互に上記窓部12w及びその窓部12wが設けられていない柱部12pに対応する。なお、この窓部12wは必ずしも上記回転方向の45°に相当するものでなくともよく、45°未満乃至それ以上の角度に対応するものであってもよい。   FIG. 2 is a front view of the differential gear device 10 of this embodiment as viewed in the direction indicated by the arrow II in FIG. FIG. 3 is a side view of the differential gear device 10 viewed in the direction indicated by the arrow II in FIG. As shown in FIG. 3, the differential case 12 is formed with a window portion 12w penetrating in the thickness direction. Preferably, a pair of window portions 12w are provided on the side peripheral portion (cylindrical portion) of the differential case 12 so as to face each other about the axis C. In other words, as shown in FIG. 2, when the side peripheral portion of the differential case 12 is divided into four in the rotation direction around the axis C, the respective portions are alternately arranged with the window portion 12 w and the window portion 12 w. This corresponds to the column portion 12p where no is provided. The window portion 12w does not necessarily correspond to 45 ° in the rotation direction, and may correspond to an angle of less than 45 ° or more.

以上のように構成された差動歯車装置10では、例えば駆動系からの出力が図示しない終減速装置により減速されて前記大径歯車14を介して前記デフケース12に伝達される。そして、そのデフケース12が前記サイドギヤ20の軸心(ドライブシャフト24の軸心)まわりに回転させられると、そのデフケース12の回転駆動力が前記ピニオンギヤ22を介して左右一対のサイドギヤ20l、20rへトルク配分されて伝達され、それらサイドギヤ20と一体的に回転させられる前記ドライブシャフト24へ伝達される。   In the differential gear device 10 configured as described above, for example, the output from the drive system is decelerated by a final reduction gear (not shown) and transmitted to the differential case 12 via the large-diameter gear 14. When the differential case 12 is rotated about the axis of the side gear 20 (the axis of the drive shaft 24), the rotational driving force of the differential case 12 is torqued to the pair of left and right side gears 20l and 20r via the pinion gear 22. It is distributed and transmitted, and is transmitted to the drive shaft 24 that is rotated integrally with the side gears 20.

続いて、本発明者が行った前記デフケース12と大径歯車14とを締結する締結具15の弛みの考察乃至その弛みに関する実験結果を、図4乃至図12を参照して説明する。図4は、前記デフケース12の外周側に張り出して設けられたフランジ12f(大径歯車14との締結部)と前記大径歯車14との接合部分におけるトルク伝達経路を説明する図である。この図4に示すように、前記大径歯車14側から前記デフケース12のフランジ12f側へ伝達されるトルクの経路としては、前記締結具15を介して伝達される経路Aと、前記デフケース12及び大径歯車14の接合面を介して伝達される経路Bとが考えられる。   Next, the examination of the loosening of the fastener 15 that fastens the differential case 12 and the large-diameter gear 14 performed by the present inventor and the experimental results related to the loosening will be described with reference to FIGS. FIG. 4 is a view for explaining a torque transmission path in a joint portion between a flange 12f (a fastening portion with the large-diameter gear 14) provided to project to the outer peripheral side of the differential case 12 and the large-diameter gear 14. As shown in FIG. As shown in FIG. 4, as a route of torque transmitted from the large-diameter gear 14 side to the flange 12f side of the differential case 12, a route A transmitted via the fastener 15, the differential case 12, and A path B transmitted through the joint surface of the large-diameter gear 14 is conceivable.

ここで、図5に示すような前記デフケース12と大径歯車14との締結部について考える。前記デフケース12と大径歯車14とは、そのデフケース12の外周側に張り出して設けられたフランジ部12fと、前記大径歯車14の内周側に張り出して設けられた締結部14iとが、複数(図3では12本)の締結具15によって相互に螺合されて締結されている。本考察及び実験においては、それらデフケース12のフランジ部12f及び大径歯車14の締結部14iそれぞれの肉厚(軸方向厚み寸法)t1、t2に着目し、それぞれの肉厚t1、t2を変化させた場合における前記締結具15の弛み抑制効果について検討を行った。   Here, consider the fastening portion between the differential case 12 and the large-diameter gear 14 as shown in FIG. The differential case 12 and the large-diameter gear 14 include a plurality of flange portions 12f that project to the outer peripheral side of the differential case 12 and fastening portions 14i that project to the inner peripheral side of the large-diameter gear 14. The fasteners 15 (12 in FIG. 3) are screwed together and fastened. In this discussion and experiment, paying attention to the thickness (axial thickness dimension) t1 and t2 of the flange portion 12f of the differential case 12 and the fastening portion 14i of the large-diameter gear 14, the thicknesses t1 and t2 are changed. In this case, the effect of suppressing the loosening of the fastener 15 was examined.

図6は、前記大径歯車14の締結部14iの肉厚(厚み寸法)を変化させた場合における接合面のトルク分担率を示す図である。この図6に示すトルク分担率は、図4に示す経路A、Bにそれぞれ対応しており、リングギヤ×ボルトが前記締結具15を介して伝達される経路A、リングギヤ×フランジが前記デフケース12及び大径歯車14の接合面を介して伝達される経路Bにそれぞれ対応している。この図6に示すように、前記大径歯車14の締結部14iの肉厚t1を変化させた場合、その肉厚t1を厚くするほど前記締結具15を介して伝達される経路Aのトルク分担率が減少し、逆に前記デフケース12及び大径歯車14の接合面を介して伝達される経路Bのトルク分担率が上昇することがわかる。   FIG. 6 is a diagram showing the torque sharing rate of the joint surface when the thickness (thickness dimension) of the fastening portion 14 i of the large-diameter gear 14 is changed. The torque sharing ratios shown in FIG. 6 correspond to the paths A and B shown in FIG. 4, respectively, and the ring A × bolt is transmitted via the fastener 15 and the ring gear × flange is the differential case 12 and Each corresponds to a path B transmitted through the joint surface of the large-diameter gear 14. As shown in FIG. 6, when the thickness t1 of the fastening portion 14i of the large-diameter gear 14 is changed, the torque sharing of the path A transmitted through the fastener 15 is increased as the thickness t1 is increased. It can be seen that the ratio decreases, and conversely, the torque sharing ratio of the path B transmitted through the joint surface of the differential case 12 and the large-diameter gear 14 increases.

図7及び図8は、前記大径歯車14の締結部14iの肉厚(厚み寸法)t1を変化させた場合における接合面の面圧及び摩擦力の関係を示す図であり、図7は噛合近傍における関係、図8は噛合遠方における関係をそれぞれ示している。また、図9及び図10は、前記大径歯車14の締結部14iと前記デフケース12のフランジ12fとの接合面における面圧と摩擦力の関係を示す図であり、図9は前記大径歯車14の締結部14iの肉厚t1を変更した場合における局所滑り(締結接合面の一部が滑っている状態)、図10は前記デフケース12のフランジ12fの肉厚t2を変更した場合における局所滑りをそれぞれ示している。これら図7乃至図10に示される関係からも、前記大径歯車14の締結部14iの肉厚t1を増加させた場合の方が、前記デフケース12のフランジ12fの肉厚t2を増加させた場合よりも接合面滑り量の減少が大きいことがわかる。すなわち、前記フランジ12fと締結部14iとの接合面の滑りを抑制するためには、その締結部14iの肉厚t1を厚くすることが、前記フランジ12fの肉厚t2を厚くすることよりも効果的であることがわかる。   7 and 8 are diagrams showing the relationship between the surface pressure and the frictional force of the joint surface when the thickness (thickness dimension) t1 of the fastening portion 14i of the large-diameter gear 14 is changed, and FIG. FIG. 8 shows the relationship in the vicinity, and FIG. 9 and 10 are diagrams showing the relationship between the surface pressure and the frictional force at the joint surface between the fastening portion 14i of the large-diameter gear 14 and the flange 12f of the differential case 12, and FIG. FIG. 10 shows the local slip when the thickness t2 of the flange 12f of the differential case 12 is changed. Respectively. 7 to 10 also show that the case where the thickness t2 of the flange 12f of the differential case 12 is increased when the thickness t1 of the fastening portion 14i of the large-diameter gear 14 is increased. It can be seen that the decrease in the slip amount of the joint surface is greater than that. That is, in order to suppress slippage of the joint surface between the flange 12f and the fastening portion 14i, increasing the thickness t1 of the fastening portion 14i is more effective than increasing the thickness t2 of the flange 12f. You can see that

図11及び図12は、前記大径歯車14の締結部14iの肉厚t1を変化させた場合と、前記デフケース12のフランジ12fの肉厚t2を変化させた場合とで接合面の滑り抑制効果が異なる理由の考察結果を説明する図である。図11に示すように、前記大径歯車14の締結部14iの肉厚t1を変化(増加)させた場合には、その締結部14iと前記フランジ12fとの間の接触面積が増え、それらデフケース12及び大径歯車14の接合面を介して伝達されるトルク(図4の経路Bに対応)の分担率が増加する。これにより、前記締結部14i及びフランジ12f相互間では、その締結部14iの噛合点近傍と遠方とで、一様にそのフランジ12f上を滑る結果を生じる。これにより、摩擦力が均一化(平均化)されて最大滑り量が減少し、結果として接合面における滑りが抑制されるものと考えられる。また、前記締結部14iと締結具15との間では、トルク分担率が相対的に減少して滑り量が小さくなる。一方、図12に示すように、前記デフケース12のフランジ12fの肉厚t2を変化(増加)させた場合には、前記締結部14iとそのフランジ12fとの間におけるトルク分担率が変わらず、滑り量に変化が少ない。これにより、前記締結部14i及びフランジ12f相互間では、噛合近傍においてフランジ12fの弾性変形が減って接触面積が増えることによりトルク分担率が増加し、また、噛合遠方においては分担トルクが減少するため、全体として滑り状態の変化が少ないものと考えられる。また、前記締結部14iと締結具15との間では、トルク分担率が変わらないため、滑り量は変わらない。斯かる考察の結果からも、前記フランジ12fと締結部14iとの接合面の滑りを抑制するためには、その締結部14iの肉厚t1を厚くすることが、前記フランジ12fの肉厚t2を厚くすることよりも効果的であると結論づけることができる。   11 and 12 show the effect of suppressing slippage of the joint surface when the thickness t1 of the fastening portion 14i of the large-diameter gear 14 is changed and when the thickness t2 of the flange 12f of the differential case 12 is changed. It is a figure explaining the consideration result of the reason which is different. As shown in FIG. 11, when the wall thickness t1 of the fastening portion 14i of the large-diameter gear 14 is changed (increased), the contact area between the fastening portion 14i and the flange 12f increases, and these differential cases 12 and the sharing ratio of torque (corresponding to the path B in FIG. 4) transmitted through the joint surface of the large-diameter gear 14 increases. Thereby, between the said fastening part 14i and the flange 12f, the result of sliding on the flange 12f uniformly arises in the vicinity of the meshing point of the fastening part 14i and a distant place. Thereby, it is considered that the frictional force is made uniform (averaged), the maximum slip amount is reduced, and as a result, the slip on the joint surface is suppressed. Moreover, between the said fastening part 14i and the fastener 15, the torque sharing rate reduces relatively and the slip amount becomes small. On the other hand, as shown in FIG. 12, when the thickness t2 of the flange 12f of the differential case 12 is changed (increased), the torque sharing ratio between the fastening portion 14i and the flange 12f does not change, and the slip Little change in quantity. As a result, between the fastening portion 14i and the flange 12f, the elastic deformation of the flange 12f decreases in the vicinity of the meshing and the contact area increases, and the torque sharing rate increases. As a whole, it is considered that there is little change in the sliding state. Further, since the torque sharing ratio does not change between the fastening portion 14i and the fastener 15, the slip amount does not change. Also from the result of such consideration, in order to suppress slippage of the joint surface between the flange 12f and the fastening portion 14i, it is possible to increase the thickness t2 of the flange 12f by increasing the thickness t1 of the fastening portion 14i. You can conclude that it is more effective than thickening.

以上の考察乃至実験結果を踏まえて、本実施例の差動歯車装置10に備えられた構成を図13及び図14を参照して説明する。これら図13及び図14は、前記デフケース12のフランジ12fと前記大径歯車14の締結部14iとの締結に係る部分を示す部分断面図であり、図13は前記デフケース12の柱部12pに相当する部分に対応する構成、図14は前記デフケース12の窓部12wに相当する部分に対応する構成をそれぞれ示している。これら図13及び図14に示すように、本実施例の差動歯車装置10では、前記大径歯車14の締結部14iにおいて、前記デフケース12の窓部12wに相当する部分すなわちその窓部12w近傍では、それ以外の部分すなわち柱部pに相当する部分と比較してその肉厚(軸方向厚み寸法)t1′が厚く形成されている(t1<t1′)。換言すれば、前記デフケース12の窓部12wに相当する部分以外の部分では、その窓部12wに相当する部分と比較してその肉厚t1が薄く形成されている。そのように、前記大径歯車14の締結部14iにおける一部を薄く構成することで、その大径歯車14延いては前記差動歯車装置10全体の軽量化を図ることができる。また、比較的強度の必要な前記デフケース12の窓部12w近傍においては、その大径歯車13の締結部14iを比較的厚く構成することで、必要とされる強度を確保できると共に前記大径歯車14の肉厚増加による接合面の滑り抑制効果が期待でき、更には前記デフケース12と大径歯車14とを締結する締結具15の弛みを抑制する効果を実現することができるのである。   Based on the above considerations and experimental results, the configuration provided in the differential gear device 10 of the present embodiment will be described with reference to FIGS. 13 and 14. 13 and 14 are partial cross-sectional views showing a portion related to the fastening of the flange 12f of the differential case 12 and the fastening portion 14i of the large-diameter gear 14, and FIG. 13 corresponds to the column portion 12p of the differential case 12. FIG. 14 shows a configuration corresponding to the portion corresponding to the window portion 12w of the differential case 12, respectively. As shown in FIG. 13 and FIG. 14, in the differential gear device 10 of the present embodiment, a portion corresponding to the window portion 12 w of the differential case 12 in the fastening portion 14 i of the large-diameter gear 14, that is, the vicinity of the window portion 12 w. In this case, the thickness (axial thickness dimension) t1 ′ is thicker than the other portion, that is, the portion corresponding to the column portion p (t1 <t1 ′). In other words, in the portion other than the portion corresponding to the window portion 12w of the differential case 12, the thickness t1 is formed thinner than the portion corresponding to the window portion 12w. As described above, by configuring a part of the fastening portion 14i of the large-diameter gear 14 to be thin, it is possible to reduce the weight of the large-diameter gear 14 and the differential gear device 10 as a whole. Further, in the vicinity of the window portion 12w of the differential case 12 where relatively strong strength is required, the fastening portion 14i of the large-diameter gear 13 is configured to be relatively thick, so that the required strength can be ensured and the large-diameter gear. Thus, the effect of suppressing the slippage of the joint surface due to the increase in the thickness of 14 can be expected, and further, the effect of suppressing the looseness of the fastener 15 that fastens the differential case 12 and the large-diameter gear 14 can be realized.

このように、本実施例によれば、前記デフケース12は、その肉厚方向に貫通して設けられた少なくとも1つの窓部12wを備えたものであり、前記大径歯車14は、前記デフケース12との締結に係る締結部14iにおいて、前記窓部12w近傍ではそれ以外の部分の肉厚t1と比較してその肉厚t1′が厚く形成されたものであることから、前記大径歯車14の前記柱部12pに対応する部分における肉厚t1を薄く構成することで軽量化を図ると共に、その前記窓部12w近傍の肉厚t1′を厚く構成することで前記デフケース12と大径歯車14とを締結する締結具15の弛みを好適に抑制することができる。すなわち、デフケース12と大径歯車14とを締結する締結具15の弛みを抑制しつつ軽量化を実現する車両用差動歯車装置10を提供することができる。   Thus, according to the present embodiment, the differential case 12 includes at least one window portion 12w provided so as to penetrate in the thickness direction, and the large-diameter gear 14 is connected to the differential case 12. In the fastening portion 14i related to fastening, the thickness t1 'is formed thicker in the vicinity of the window portion 12w than the thickness t1 of the other portion. The thickness t1 in the portion corresponding to the column portion 12p is reduced to reduce the weight, and the thickness t1 'in the vicinity of the window portion 12w is increased to increase the thickness of the differential case 12 and the large-diameter gear 14. The looseness of the fastener 15 that fastens can be suitably suppressed. That is, it is possible to provide the vehicle differential gear device 10 that realizes weight reduction while suppressing loosening of the fastener 15 that fastens the differential case 12 and the large-diameter gear 14.

以上、本発明の好適な実施例を図面に基づいて詳細に説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲内において種々の変更が加えられて実施されるものである。   The preferred embodiments of the present invention have been described in detail with reference to the drawings. However, the present invention is not limited to these embodiments, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention. Is.

本発明が好適に適用される車両用差動歯車装置を説明する図であって、ピニオンシャフトの軸心及びドライブシャフトの軸心を含む平面で切断した断面図である。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS It is a figure explaining the differential gear apparatus for vehicles with which this invention is applied suitably, Comprising: It is sectional drawing cut | disconnected by the plane containing the axial center of a pinion shaft, and the axial center of a drive shaft. 図1の車両用差動歯車装置を矢印IIに示す方向に視た正面図である。FIG. 2 is a front view of the vehicle differential gear device of FIG. 1 viewed in a direction indicated by an arrow II. 図2の車両用差動歯車装置を矢印IIに示す方向に視た側面図である。FIG. 3 is a side view of the vehicle differential gear device of FIG. 2 viewed in a direction indicated by an arrow II. 図1の車両用差動歯車装置におけるデフケースのフランジと大径歯車との接合部におけるトルク伝達経路を説明する図である。It is a figure explaining the torque transmission path | route in the junction part of the flange of a differential case and the large diameter gear in the differential gear device for vehicles of FIG. 図1の車両用差動歯車装置におけるデフケースのフランジと大径歯車の締結部との締結に係る部分を示す部分断面図である。FIG. 2 is a partial cross-sectional view showing a portion related to fastening between a flange of a differential case and a fastening portion of a large-diameter gear in the vehicle differential gear device of FIG. 1. 図1の車両用差動歯車装置における大径歯車の締結部の肉厚を変化させた場合における接合面のトルク分担率を示す図である。It is a figure which shows the torque sharing rate of the joint surface at the time of changing the thickness of the fastening part of the large diameter gear in the differential gear device for vehicles of FIG. 図1の車両用差動歯車装置における大径歯車の締結部の肉厚を変化させた場合における接合面の面圧及び摩擦力の関係を示す図であり、噛合近傍における関係を示している。FIG. 2 is a diagram illustrating a relationship between a surface pressure and a frictional force of a joint surface when the thickness of a fastening portion of a large-diameter gear in the vehicle differential gear device in FIG. 1 is changed, and shows a relationship in the vicinity of meshing. 図1の車両用差動歯車装置における大径歯車の締結部の肉厚を変化させた場合における接合面の面圧及び摩擦力の関係を示す図であり、噛合遠方における関係を示している。It is a figure which shows the relationship of the surface pressure and frictional force of a joint surface at the time of changing the thickness of the fastening part of the large diameter gear in the vehicle differential gear apparatus of FIG. 図1の車両用差動歯車装置における大径歯車の締結部とデフケースのフランジとの接合面における面圧と摩擦力の関係を示す図であり、大径歯車の締結部の肉厚を変更した場合における局所滑りを示している。It is a figure which shows the relationship between the surface pressure and frictional force in the joint surface of the fastening part of a large diameter gear and the flange of a differential case in the differential gear device for vehicles of FIG. 1, and changed the thickness of the fastening part of a large diameter gear The local slip in the case is shown. 図1の車両用差動歯車装置における大径歯車の締結部とデフケースのフランジとの接合面における面圧と摩擦力の関係を示す図であり、デフケースのフランジの肉厚を変更した場合における局所滑りを示している。FIG. 2 is a diagram illustrating a relationship between a surface pressure and a frictional force at a joint surface between a fastening portion of a large-diameter gear and a flange of a differential case in the differential gear device for a vehicle in FIG. 1, and a locality when the thickness of the flange of the differential case is changed. Shows slipping. 図1の車両用差動歯車装置における大径歯車の締結部の肉厚を変化させた場合と、デフケースのフランジの肉厚を変化させた場合とで接合面の滑り抑制効果が異なる理由の考察結果を説明する図であり、大径歯車の締結部の肉厚を変更した場合を示している。Consideration of the reason why the slip suppression effect of the joint surface is different between the case where the thickness of the fastening portion of the large-diameter gear in the vehicle differential gear device of FIG. 1 is changed and the case where the thickness of the flange of the differential case is changed. It is a figure explaining a result and shows the case where the thickness of the fastening part of a large-diameter gear is changed. 図1の車両用差動歯車装置における大径歯車の締結部の肉厚を変化させた場合と、デフケースのフランジの肉厚を変化させた場合とで接合面の滑り抑制効果が異なる理由の考察結果を説明する図であり、デフケースのフランジの肉厚を変化させた場合を示している。Consideration of the reason why the slip suppression effect of the joint surface is different between the case where the thickness of the fastening portion of the large-diameter gear in the vehicle differential gear device of FIG. 1 is changed and the case where the thickness of the flange of the differential case is changed. It is a figure explaining a result and shows the case where the thickness of the flange of a differential case is changed. 図1の車両用差動歯車装置におけるデフケースのフランジと大径歯車の締結部との締結に係る部分を示す部分断面図であり、デフケースの柱部に相当する部分に対応する構成を示している。FIG. 2 is a partial cross-sectional view showing a portion related to fastening between a flange of a differential case and a fastening portion of a large-diameter gear in the differential gear device for a vehicle of FIG. 1, and shows a configuration corresponding to a portion corresponding to a pillar portion of the differential case. . 図1の車両用差動歯車装置におけるデフケースのフランジと大径歯車の締結部との締結に係る部分を示す部分断面図であり、デフケースの窓部に相当する部分に対応する構成を示している。FIG. 2 is a partial cross-sectional view showing a portion related to fastening between a flange of a differential case and a fastening portion of a large-diameter gear in the differential gear device for a vehicle in FIG. 1, and shows a configuration corresponding to a portion corresponding to a window portion of the differential case. .

符号の説明Explanation of symbols

10:車両用差動歯車装置
12:デフケース
12w:窓部
14:大径歯車
15:締結具
18:ピニオンシャフト
20:サイドギヤ
22:ピニオンギヤ
10: Vehicle differential gear device 12: Differential case 12w: Window portion 14: Large diameter gear 15: Fastener 18: Pinion shaft 20: Side gear 22: Pinion gear

Claims (1)

外周歯を有する大径歯車と、所定の締結具により締結されることで該大径歯車と一体的に設けられて一軸心まわりに回転するデフケースと、該デフケース内において該デフケースに固定されたピニオンシャフトにより前記一軸心と直交する軸心まわりに回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おいて該ピニオンギヤを介在させた状態で相対向し且つ前記一軸心まわりに相対回転可能に設けられた一対のサイドギヤとを備えた車両用差動歯車装置であって、
前記デフケースは、その肉厚方向に貫通して設けられた少なくとも1つの窓部を備えたものであり、
前記大径歯車は、前記デフケースとの締結に係る部分において、前記窓部近傍ではそれ以外の部分と比較してその肉厚が厚く形成されたものであることを特徴とする車両用差動歯車装置。
A large-diameter gear having outer peripheral teeth, a differential case that is integrally provided with the large-diameter gear by being fastened by a predetermined fastener, and rotates around a single axis, and is fixed to the differential case in the differential case A pinion gear supported by a pinion shaft so as to be rotatable about an axis perpendicular to the one axis, and opposite to each other with the pinion gear interposed in the differential case and provided so as to be relatively rotatable about the one axis. A differential gear device for a vehicle comprising a pair of side gears,
The differential case is provided with at least one window provided so as to penetrate in the thickness direction thereof,
The differential gear for vehicles is characterized in that the large-diameter gear is formed thicker in the portion related to the fastening with the differential case in the vicinity of the window than in the other portions. apparatus.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2015025529A (en) * 2013-07-29 2015-02-05 マツダ株式会社 Differential mechanism of vehicle

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