JP2011099479A - Differential gear unit - Google Patents

Differential gear unit Download PDF

Info

Publication number
JP2011099479A
JP2011099479A JP2009253176A JP2009253176A JP2011099479A JP 2011099479 A JP2011099479 A JP 2011099479A JP 2009253176 A JP2009253176 A JP 2009253176A JP 2009253176 A JP2009253176 A JP 2009253176A JP 2011099479 A JP2011099479 A JP 2011099479A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
gear
housing
gears
pair
differential
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2009253176A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Shinji Imai
信治 今井
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toyota Motor Corp
Original Assignee
Toyota Motor Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toyota Motor Corp filed Critical Toyota Motor Corp
Priority to JP2009253176A priority Critical patent/JP2011099479A/en
Publication of JP2011099479A publication Critical patent/JP2011099479A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Landscapes

  • General Details Of Gearings (AREA)
  • Retarders (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a low-cost differential gear unit of simple structure capable of reducing the viscosity of lubricating oil early by quickening the temperature rising speed of the lubricating oil at a low temperature. <P>SOLUTION: This differential gear unit includes: a housing 11; side gears 21 and 22 rotatably held inside of the housing 11; and pinion gears 23 and 24 rotatably held inside of the housing 11, and interposed between the side gears 21 and 22. The housing 11 includes: one or more recessed holding parts 33 and 34 for rotatably holding the pinion gears 23 and 24; and friction members 36 and 37 arranged between both the recessed holding parts 33, 34 and the pinion gears 23, 24 and formed from a raw material having a coefficient of linear expansion larger than that of the pinion gears 23 and 24 and formed into a nearly semi-cylindrical shape along the outer peripheral surfaces of the pinion gears 23 and 24. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

本発明は、差動歯車装置、特に車両用のトルク感応型のリミテッドスリップディファレンシャル装置に好適な差動歯車装置に関する。   The present invention relates to a differential gear device, and more particularly to a differential gear device suitable for a torque-sensitive limited slip differential device for a vehicle.

一般に、車両に装備される差動歯車装置、例えば左右の車輪駆動軸の差動を許容するリアディファレンシャル装置あるいはフロントディファレンシャル装置は、リングギヤが外装されたハウジング(ディファレンシャルケース)と、左右の車輪駆動軸に結合可能な状態でそのハウジングの内部に回転可能に収納された左右のサイドギヤ(デフサイドギヤ)と、両サイドギヤに噛合するようハウジングに回転可能に支持された少なくとも1つのピニオンギヤ(デフピニオンギヤ)とを備えており、リングギヤからハウジングに入力される回転動力を左右の車輪駆動軸に分配するとともに、車両の旋回時等に左右の車輪駆動軸の回転速度差を許容することができるようになっている。また、いわゆるセンターデフ等の差動歯車装置は、フロント側およびリヤ側の推進軸同士の間あるいは車輪駆動軸と推進軸(以下、車輪駆動軸または推進軸の意でドライブシャフトという)の間でこれらの回転速度差を吸収しながら両ドライブシャフトにトルクを分配するようになっている。   In general, a differential gear device mounted on a vehicle, for example, a rear differential device or a front differential device that allows differential movement of left and right wheel drive shafts, includes a housing (differential case) in which a ring gear is sheathed, and left and right wheel drive shafts. Left and right side gears (differential side gears) that are rotatably accommodated in the housing in a state where they can be coupled to each other, and at least one pinion gear (differential pinion gears) that is rotatably supported by the housing so as to mesh with both side gears. The rotary power input from the ring gear to the housing is distributed to the left and right wheel drive shafts, and the rotational speed difference between the left and right wheel drive shafts can be allowed when the vehicle turns. . Also, a differential gear device such as a so-called center differential is used between front and rear propulsion shafts or between a wheel drive shaft and a propulsion shaft (hereinafter referred to as a drive shaft in the sense of a wheel drive shaft or propulsion shaft). Torque is distributed to both drive shafts while absorbing these rotational speed differences.

さらに、滑りやすい路面で左右(あるいは前後)のドライブシャフトに確実に駆動力を伝達したり脱輪した駆動輪の空転を防止したりできるように、差動の許容範囲をドライブシャフト間のトルク差や回転差(回転速度差)等に応じて適宜制限する差動制限式もの、すなわちリミテッドスリップディファレンシャル装置となっているものが多い。   In addition, the differential tolerance range allows the torque difference between the drive shafts so that the driving force can be reliably transmitted to the left and right (or front and rear) drive shafts on slippery road surfaces and the slipping of the removed drive wheels can be prevented. In many cases, a differential limiting type device, which is appropriately limited in accordance with a rotation difference (rotational speed difference) or the like, that is, a limited slip differential device.

従来のこの種の差動歯車装置としては、左右のサイドギヤと両サイドギヤに軸方向の一部で噛合し軸方向の残部で互いに噛合する複数の平行なピニオンギヤとを、それぞれハウジングの内部に回転可能に収納し、ヘリカルギヤ等からなる複数のサイドギヤのトルク伝達時に生じるスラスト方向の力(軸方向推力)を利用して両サイドギヤをハウジング側のスラストワッシャと摩擦させたり、両サイドギヤの差動時に増速回転する複数対のピニオンギヤの外周部をハウジングまたはハウジング側の部材と摩擦させたりすることで、差動を制限するようにしたものが知られている(例えば、特許文献1参照)。   In this type of conventional differential gear device, left and right side gears and a plurality of parallel pinion gears that mesh with both side gears in part in the axial direction and mesh with each other in the remaining part in the axial direction can be rotated inside the housing. The two side gears are rubbed against the thrust washer on the housing side using the thrust force (axial thrust) generated during torque transmission of multiple side gears consisting of helical gears, etc. There is known one in which the differential is limited by rubbing the outer peripheral portions of a plurality of rotating pinion gears with a housing or a member on the housing side (see, for example, Patent Document 1).

また、トルクを受けながら摺動回転するピニオンギヤおよびサイドギヤに対して、ハウジングの耐摩耗性を高めつつその変形やコスト高を招く熱処理をなくすために、ピニオンギヤおよびサイドギヤとハウジングとの間に可撓性の耐摩耗性スリーブを圧入したものが知られている(例えば、特許文献2参照)。   In addition, the pinion gear and the side gear that slide and rotate while receiving torque are flexible between the pinion gear and the side gear and the housing in order to eliminate heat treatment that increases the wear resistance of the housing and causes deformation and high costs. There is known one in which a wear-resistant sleeve is press-fitted (see, for example, Patent Document 2).

さらに、ピニオンギヤを外側から取り囲む複数の分割円筒形の挟持部材を引っ張りばねで結合して複数のピニオンギヤを共にサイドギヤ側に付勢するもの(例えば、特許文献1〜3参照)や、ハウジングの両エンドプレートを連結する複数の支柱部に対し複数のトグル部材をそれぞれの外面側の凹部で揺動可能に係合させ、サイドギヤに対向する各トグル部材の内面側の1対の凹部に隣り合うピニオンギヤセット(互いに噛合する1対のピニオンギヤ)を保持させ、複数のトグル部材の外周部のカム面とそれらに係合するリング部材およびばね部材とによって複数のトグル部材を複数のピニオンギヤセット側に付勢し、ピニオンギヤセットをサイドギヤ側に付勢するもの(例えば、特許文献4参照)がある。   Further, a plurality of divided cylindrical clamping members that surround the pinion gear from the outside are coupled by a tension spring to urge the plurality of pinion gears to the side gear side (for example, see Patent Documents 1 to 3), or both ends of the housing Pinion gear sets adjacent to a pair of recesses on the inner surface side of each toggle member that engages a plurality of toggle members so as to be swingable in the respective recesses on the outer surface side with respect to a plurality of support columns connecting the plates (A pair of pinion gears meshing with each other) is held, and the plurality of toggle members are biased toward the plurality of pinion gear sets by the cam surfaces of the outer peripheral portions of the plurality of toggle members and the ring members and spring members engaged therewith. There is one that biases the pinion gear set toward the side gear (see, for example, Patent Document 4).

その他に、ハウジング内にプラネタリーギヤ式の差動歯車を収納したものも知られている。この差動歯車装置では、一方のドライブシャフトに結合可能な第1出力部材が、ハウジング内に回転可能に収納されたインターナルリングギヤにスプライン結合し、他方のドライブシャフトに結合可能な第2出力部材が、サンギヤとして構成されるとともに、ハウジングに固定されたキャリアの内部に回転可能に保持されている。そして、キャリアに自転可能に保持されたピニオンギヤがインターナルリングギヤとサンギヤとに噛合し、これらインターナルリングギヤ、ピニオンギヤおよびサンギヤが伝達トルクに応じて生じる軸方向推力によりスラストワッシャに摩擦することで、左右のドライブシャフトのトルク差に感応する差動制限が実行できるようになっている(例えば、特許文献5参照)。   In addition, a housing in which a planetary gear type differential gear is housed in a housing is also known. In this differential gear device, a first output member that can be coupled to one drive shaft is spline coupled to an internal ring gear that is rotatably housed in the housing, and can be coupled to the other drive shaft. Is configured as a sun gear and is rotatably held in a carrier fixed to the housing. The pinion gear held rotatably on the carrier meshes with the internal ring gear and the sun gear. The differential limitation which responds to the torque difference of the drive shaft can be executed (see, for example, Patent Document 5).

特開平7−332466号公報JP 7-332466 A 特開平7−127712号公報Japanese Patent Laid-Open No. 7-127712 特開2000−120840号公報JP 2000-120840 A 特開平9−42420号公報JP 9-42420 A 特許第3944041号公報Japanese Patent No. 3944401

しかしながら、上述のような従来の差動歯車装置にあっては、差動時に増幅回転するピニオンギヤの外周部とハウジングまたはハウジング側の部材との間の摩擦が差動制限トルクを生じさせるのに有効であることから、ピニオンギヤの外周部とハウジングの間に非常に小さな摺動クリアランスが設定されていた。そのため、車両の走行開始からハウジング内の潤滑油の温度が上昇するまでに時間がかかると、ハウジング内の潤滑油の粘度(動粘度)が高い状態が続くために車両の旋回時等に比較的大きな差動抵抗が働くことになり、特に低温環境下で走行する場合に燃費が低下するという問題があった。なお、低温環境ではハウジング内の潤滑油の温度は例えば氷点下の環境温度程度まで低下し、走行開始から暫くの間はハウジング内の潤滑油の動粘度が非常に高いままとなる。   However, in the conventional differential gear device as described above, the friction between the outer peripheral portion of the pinion gear that is amplified and rotated at the time of differential and the housing or the member on the housing side is effective for generating the differential limiting torque. For this reason, a very small sliding clearance has been set between the outer periphery of the pinion gear and the housing. For this reason, if it takes time from the start of running of the vehicle until the temperature of the lubricating oil in the housing rises, the viscosity (dynamic viscosity) of the lubricating oil in the housing continues to be high. A large differential resistance works, and there is a problem that the fuel consumption is reduced particularly when driving in a low temperature environment. In the low temperature environment, the temperature of the lubricating oil in the housing decreases to, for example, an environmental temperature below freezing point, and the kinematic viscosity of the lubricating oil in the housing remains very high for a while from the start of traveling.

一方、ピニオンギヤをサイドギヤ側に付勢する機構を持つものにあっては、ピニオンとハウジング側の部材との間の摺動クリアランスが固定ではないものの、その付勢機構が複雑であるという問題があり、それに加えて、車両の旋回時等に比較的大きな差動抵抗が働くことで燃費が低下するという問題があった。   On the other hand, in the case of a mechanism having a mechanism that biases the pinion gear toward the side gear, the sliding clearance between the pinion and the member on the housing side is not fixed, but there is a problem that the biasing mechanism is complicated. In addition to this, there is a problem that fuel efficiency is lowered due to a relatively large differential resistance acting when the vehicle turns.

また、可撓性の耐摩耗性スリーブをハウジング内に圧入するものにあっては、そのスリーブの成形性が悪いばかりか、可撓性の大物部品となり、取り扱いが面倒であるために作業性が悪く、結局は差動歯車装置のコスト高を招くという問題があった。   In addition, in a case where a flexible wear-resistant sleeve is press-fitted into the housing, not only is the moldability of the sleeve poor, but it becomes a flexible large part, and the handling is troublesome, so the workability is low. Unfortunately, there was a problem that the cost of the differential gear device was eventually increased.

本発明は、上述のような従来の問題を解決するためになされたもので、簡素な構成で低温時に潤滑油の昇温速度を速めて潤滑油の粘度を早期に低下させることができる低コストの差動歯車装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made in order to solve the above-described conventional problems, and can reduce the viscosity of the lubricating oil early by increasing the temperature rising rate of the lubricating oil at a low temperature with a simple configuration. An object of the present invention is to provide a differential gear device.

本発明に係る差動歯車装置は、上記目的達成のため、(1)ハウジングと、前記ハウジングの内部に回転中心軸線方向の一方側および他方側に位置するよう回転可能に保持された一方側および他方側の出力歯車と、前記一方側および他方側の出力歯車の間に介在するよう前記ハウジングの内部に回転可能に保持された少なくとも1つの小歯車と、を備えた差動歯車装置であって、前記ハウジングに前記小歯車を回転可能に保持する少なくとも1つの凹状保持部が設けられるとともに、前記凹状保持部と前記小歯車との間に、前記小歯車よりも線膨張係数が大きい素材からなり、前記小歯車の外周面に沿う分割円筒状に形成された少なくとも1つの摩擦部材が設けられていることを特徴とする。   In order to achieve the above object, the differential gear device according to the present invention includes (1) a housing, one side rotatably held so as to be positioned on one side and the other side in the rotation center axis direction inside the housing, and A differential gear device comprising: an output gear on the other side; and at least one small gear rotatably held inside the housing so as to be interposed between the output gears on the one side and the other side. The housing is provided with at least one concave holding portion for rotatably holding the small gear, and is made of a material having a larger linear expansion coefficient than the small gear between the concave holding portion and the small gear. Further, at least one friction member formed in a divided cylindrical shape along the outer peripheral surface of the small gear is provided.

この構成により、小歯車の外周面に沿う分割円筒状の摩擦部材が、低温時には曲率半径を縮小させる傾向となることで小歯車の外周部と摩擦部材の間の摩擦接触面積および摩擦力が増加し、その摩擦部材が高温時には曲率半径を拡大させる傾向となることで小歯車の外周部と摩擦部材の間の摩擦接触面積および摩擦力が減少することになる。したがって、ハウジング内の潤滑油の温度が低く粘度が高いときに動力伝達が開始されると、小歯車と摩擦部材とが強く摩擦して発熱し、潤滑油の粘度が十分に低下する温度まで潤滑油が早期に昇温することになる。なお、摩擦部材およびハウジングの凹状保持部の内面はそれぞれ略半円筒状をなすのが好ましい。また、前記摩擦部材は、前記ハウジングよりも線膨張係数が大きい素材からなるものであってもよい。   With this configuration, the split cylindrical friction member along the outer peripheral surface of the small gear tends to reduce the radius of curvature at low temperatures, thereby increasing the friction contact area and friction force between the outer peripheral portion of the small gear and the friction member. However, when the friction member has a high temperature, the radius of curvature tends to be increased, so that the friction contact area and friction force between the outer peripheral portion of the small gear and the friction member are reduced. Therefore, when power transmission is started when the temperature of the lubricating oil in the housing is low and the viscosity is high, the small gear and the friction member rub against each other strongly to generate heat, and lubricate to a temperature at which the viscosity of the lubricating oil sufficiently decreases. The oil will heat up early. The inner surfaces of the friction member and the recessed holding portion of the housing are preferably substantially semi-cylindrical. The friction member may be made of a material having a larger linear expansion coefficient than the housing.

上記(1)に記載の構成を有する差動歯車装置においては、(2)前記摩擦部材は、前記小歯車の外周面に対し、低温時には曲率半径を縮小させる一方、高温時には曲率半径を拡大させるように配置されていることが好ましい。   In the differential gear device having the configuration described in (1) above, (2) the friction member reduces the radius of curvature at a low temperature with respect to the outer peripheral surface of the small gear, while increasing the radius of curvature at a high temperature. It is preferable that they are arranged as described above.

この構成により、低温時と高温時での小歯車と摩擦部材との接触面積を大きく変化させることができ、低温時の両者の摩擦による発熱量を十分に確保できる。この場合、摩擦部材の曲率円周方向の両端部では同方向の中央部におけるよりもハウジングと小歯車の間の隙間がわずかに大きくなっていてもよく、ハウジングの凹状保持部の内面の曲率半径が、摩擦部材の外周面の低温時の曲率半径より高温時のそれに近い側の値(高温時の外周面の曲率半径より小さいが低温時のそれより大きい)を有していてもよい。   With this configuration, the contact area between the small gear and the friction member at a low temperature and at a high temperature can be greatly changed, and a sufficient amount of heat can be ensured due to friction between both at a low temperature. In this case, the gap between the housing and the small gear may be slightly larger at both ends of the friction member in the circumferential direction than at the center in the same direction, and the radius of curvature of the inner surface of the concave holding portion of the housing However, it may have a value closer to that at the high temperature than the radius of curvature at the low temperature of the outer peripheral surface of the friction member (smaller than the radius of curvature of the outer peripheral surface at the high temperature but larger than that at the low temperature).

上記(1)、(2)に記載の構成を有する差動歯車装置においては、(3)前記摩擦部材は、少なくとも曲率円周方向の中央部で前記凹状保持部と前記小歯車との間に予め設定された締め代をもって嵌入されているのが好ましい。   In the differential gear device having the configuration described in the above (1) and (2), (3) the friction member is at least a central portion in the circumferential direction of curvature between the concave holding portion and the small gear. It is preferable to insert with a preset interference.

この構成により、低温時の小歯車と摩擦部材の摩擦による発熱量を十分に確保できる。なお、摩擦部材の板厚をある程度大きくすることで、低温時にその曲率半径を縮小させる傾向および高温時にその曲率半径を拡大させる傾向を十分に確保できる。また、摩擦部材に対し小歯車は潤滑油で潤滑されながら回転するので、使用温度変化による摩擦部材の厚さの変化に相当する程度あるいはそれよりわずかに大きい程度の締め代であれば、摩擦部材の耐久性も確保できる。   With this configuration, a sufficient amount of heat generated by friction between the small gear and the friction member at a low temperature can be secured. Note that by increasing the plate thickness of the friction member to some extent, it is possible to sufficiently secure the tendency to reduce the radius of curvature at low temperatures and the tendency to increase the radius of curvature at high temperatures. In addition, since the small gear rotates while being lubricated with the lubricating oil with respect to the friction member, the friction member has a tightening allowance that is equivalent to or slightly larger than the change in the thickness of the friction member due to a change in operating temperature. The durability of can be secured.

上記(1)〜(3)のいずれかに記載の構成を有する差動歯車装置においては、(4)前記一方側および他方側の出力歯車が、一対の外歯歯車で構成され、前記少なくとも1つの小歯車が、軸方向の一部で前記一方側および他方側の出力歯車に噛合するようそれぞれ前記ハウジングの内部に回転可能に保持されるとともに軸方向の残部で互いに噛合する小歯車対を含み、前記ハウジングの前記少なくとも1つの凹状保持部および前記少なくとも1つの摩擦部材が、前記小歯車対に対応する一対の凹状保持部および一対の摩擦部材を含むことが好ましい。   In the differential gear device having the configuration according to any one of (1) to (3), (4) the output gears on the one side and the other side are configured by a pair of external gears, and the at least 1 A pair of small gears rotatably held inside the housing so as to mesh with the output gears on the one side and the other side in a part in the axial direction, and meshed with each other in the remaining part in the axial direction. The at least one concave holding portion and the at least one friction member of the housing preferably include a pair of concave holding portions and a pair of friction members corresponding to the pair of small gears.

この構成により、少なくとも一対の小歯車の外周部を摩擦部材と摩擦接触させることができ、低温時の潤滑油の昇温速度を速めることができる。   With this configuration, at least the outer peripheral portions of the pair of small gears can be brought into frictional contact with the friction member, and the temperature increase rate of the lubricating oil at a low temperature can be increased.

上記(4)に記載の差動歯車装置においては、(5)前記一対の摩擦部材が前記小歯車対の噛合部近傍で一体に結合された結合摩擦部材として構成され、前記結合摩擦部材が、前記一対の摩擦部材の結合部付近で前記ハウジングに係合するとともに、前記一対の摩擦部材の内面部で前記小歯車対に係合しているのが好ましい。   In the differential gear device described in (4) above, (5) the pair of friction members is configured as a combined friction member integrally coupled in the vicinity of the meshing portion of the small gear pair, and the combined friction member is It is preferable that the housing engages with the housing in the vicinity of the coupling portion of the pair of friction members, and the small gear pair engages with an inner surface portion of the pair of friction members.

この構成により、摩擦のための部品数を半減させることができるとともに、ハウジング内の潤滑油の温度に応じて摩擦部材と各小歯車との摩擦力を的確に変化させることができる。   With this configuration, the number of parts for friction can be halved, and the frictional force between the friction member and each small gear can be accurately changed according to the temperature of the lubricating oil in the housing.

上記(4)、(5)に記載の差動歯車装置においては、(6)前記一対の小歯車が、前記一方側および他方側の出力歯車の周りに前記出力歯車に対し平行に配置されているものであるのが好ましい。   In the differential gear device described in (4) and (5) above, (6) the pair of small gears are arranged around the output gear on the one side and the other side in parallel with the output gear. It is preferable that

この構成により、出力歯車および小歯車を収納するハウジングの収納穴や凹部を容易に成形できるとともに、摩擦部材の装着作業を出力歯車および小歯車のハウジング内への挿入方向と同一の方向に行うことができ、作業性がよい。   With this configuration, the housing hole and recess of the housing for housing the output gear and the small gear can be easily formed, and the attaching operation of the friction member is performed in the same direction as the direction in which the output gear and the small gear are inserted into the housing. Workability is good.

上記(4)、(5)に記載の差動歯車装置においては、(7)前記一対の小歯車が、前記一方側および他方側の出力歯車に対し直交する軸線回りに回転するものであってもよい。   In the differential gear device described in (4) and (5) above, (7) the pair of small gears rotate about an axis perpendicular to the output gear on the one side and the other side. Also good.

この構成により、ウォームギヤタイプのトルク感応型差動歯車装置であっても、そのウォームギヤ型の小歯車とハウジングの間に摩擦部材を配置できる。   With this configuration, even in a worm gear type torque-sensitive differential gear device, a friction member can be disposed between the worm gear type small gear and the housing.

上記(1)〜(3)のいずれかに記載の差動歯車装置においては、(8)前記一方側および他方側の出力歯車が、前記ハウジングの内部に回転可能に収納されたインターナルリングギヤと、前記ハウジングの内部に回転可能に収納されたサンギヤとによって構成され、前記小歯車が、前記ハウジングに固定して設けられたキャリアに回転可能に保持されるとともに、前記内歯歯車および前記太陽歯車に噛合するプラネタリピニオンギヤによって構成され、前記凹状保持部が、前記キャリアに設けられているものであってもよい。   In the differential gear device according to any one of (1) to (3), (8) an internal ring gear in which the output gears on the one side and the other side are rotatably housed inside the housing; A sun gear rotatably accommodated in the housing, and the small gear is rotatably held by a carrier fixed to the housing, and the internal gear and the sun gear. It is comprised by the planetary pinion gear which meshes | engages in, and the said recessed holding part may be provided in the said carrier.

この構成により、遊星歯車機構型の差動歯車機構であっても、その遊星歯車としての小歯車とハウジングの間に摩擦部材を配置できる。   With this configuration, even with a planetary gear mechanism type differential gear mechanism, a friction member can be disposed between the small gear serving as the planetary gear and the housing.

なお、摩擦部材は、前記ハウジングおよび前記小歯車よりも線膨張係数が2倍程度以上大きい素材からなるのがより好ましい。また、前記摩擦部材の表面に耐摩耗処理(表面コーティング、表面を硬化させる熱処理等)が施されていても好ましい。摩擦部材は、例えば形状記憶素合金やバイメタル等のように設定された温度に達すると形状を変化させるものとすることも考えられるが、コスト面や耐久性の面から、線膨張係数が小歯車より大きいものがよい。前記一方側および他方側の出力歯車と前記小歯車とは、前記ハウジング内に収容された潤滑油により潤滑されるのはいうまでもない。   The friction member is more preferably made of a material having a linear expansion coefficient that is about twice or more larger than that of the housing and the small gear. Further, it is preferable that the surface of the friction member is subjected to wear resistance treatment (surface coating, heat treatment for hardening the surface, etc.). The friction member may change its shape when it reaches a set temperature, such as a shape memory element alloy or bimetal, but the linear expansion coefficient is a small gear in terms of cost and durability. A bigger one is better. Needless to say, the output gear and the small gear on the one side and the other side are lubricated by the lubricating oil accommodated in the housing.

本発明によれば、ハウジング内の潤滑油の粘度が低いときには出力歯車の差動を増速して回転する小歯車と摩擦部材とを強く摩擦させて発熱させ、潤滑油の粘度が十分に低下する温度まで潤滑油を早期に昇温させるようにしているので、簡素な構成で低温時に潤滑油の昇温速度を速めて潤滑油の粘度を早期に低下させることができる低コストの差動歯車装置を提供することができる。   According to the present invention, when the viscosity of the lubricating oil in the housing is low, the differential gear of the output gear is increased and the rotating small gear and the friction member are strongly rubbed to generate heat, and the viscosity of the lubricating oil is sufficiently lowered. Since the temperature of the lubricating oil is raised to an early temperature, the low-cost differential gear can reduce the viscosity of the lubricating oil early by increasing the temperature rising speed of the lubricating oil at a low temperature with a simple configuration. An apparatus can be provided.

本発明の第1実施形態に係る差動歯車装置の要部断面図である。It is principal part sectional drawing of the differential gear apparatus which concerns on 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1実施形態に係る差動歯車装置における小歯車対および摩擦部材の拡大断面図である。It is an expanded sectional view of a small gear pair and a friction member in a differential gear device concerning a 1st embodiment of the present invention. 本発明の第1実施形態に係る差動歯車装置の全体構成を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the whole structure of the differential gear apparatus which concerns on 1st Embodiment of this invention. (a)は本発明の第1実施形態に係る差動歯車装置における動力伝達時の動作説明図であり、(b)は第1実施形態に係る差動歯車装置における差動時の動作説明図である。(A) is operation | movement explanatory drawing at the time of the power transmission in the differential gear apparatus which concerns on 1st Embodiment of this invention, (b) is operation | movement explanatory drawing at the time of the differential in the differential gear apparatus which concerns on 1st Embodiment. It is. (a)は第1実施形態に係る差動歯車装置の摩擦部材の締め代を相違させた4つの実施例と比較例の発熱量の差を示すグラフであり、(b)はその差動歯車装置内の潤滑油の温度と車両の燃費の関係を示すグラフである。(A) is a graph which shows the difference of the emitted-heat amount of the four Examples which made the friction member of the differential gear apparatus which concerns on 1st Embodiment different, and the comparative example, (b) is the differential gear. It is a graph which shows the relationship between the temperature of the lubricating oil in an apparatus, and the fuel consumption of a vehicle. 本発明の第2実施形態に係るウォームギヤ型の差動歯車装置の全体構成を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the whole structure of the worm gear type differential gear apparatus which concerns on 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第3実施形態に係る遊星歯車機構型の差動歯車装置の全体構成を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the whole structure of the differential gear apparatus of the planetary gear mechanism type | mold which concerns on 3rd Embodiment of this invention. 本発明の第4実施形態に係る差動歯車装置の小歯車対の配置説明図である。It is arrangement | positioning explanatory drawing of the small gear pair of the differential gear apparatus which concerns on 4th Embodiment of this invention.

以下、本発明の好ましい実施形態について、図面を参照しつつ説明する。   Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

(第1実施形態)
図1〜図4に本発明の第1実施形態に係る差動歯車装置の構成を示している。なお、この差動歯車装置は、車両用のトルク感応型のリミテッドスリップディファレンシャル装置を構成するものであり、図示しない変速機のファイナルドライブギヤから回転動力を入力するとき、左右のドライブシャフトに対して両シャフトの間の差動を許容しつつその回転動力を伝達するように構成されている。
(First embodiment)
1 to 4 show the configuration of the differential gear device according to the first embodiment of the present invention. This differential gear device constitutes a torque-sensitive limited slip differential device for vehicles. When rotational power is input from a final drive gear of a transmission (not shown), the differential gear device is applied to the left and right drive shafts. The rotational power is transmitted while allowing the differential between the two shafts.

図1および図3に示すように、本実施形態の差動歯車装置10は、回転中心軸線Cの回りに回転できるように図示しない変速機ケースに回転可能に支持され、その変速機のファイナルドライブギヤから回転動力を入力するハウジング11を備えている。   As shown in FIGS. 1 and 3, the differential gear device 10 of the present embodiment is rotatably supported by a transmission case (not shown) so as to rotate around a rotation center axis C, and the final drive of the transmission A housing 11 for inputting rotational power from the gear is provided.

このハウジング11は、前記ファイナルドライブギヤに噛合する外歯のリングギヤ12(図3参照)が複数のボルト13により締結・固定されたディファレンシャルケースとなっており、略有底円筒状のケース本体部14およびその開口端側に装着されたカバー部15によって構成されている。また、これらケース本体部14およびカバー部15は、リングギヤ12と共にボルト13により一体に締結されている。   The housing 11 is a differential case in which an external ring gear 12 (see FIG. 3) that meshes with the final drive gear is fastened and fixed by a plurality of bolts 13, and has a substantially bottomed cylindrical case body 14. And the cover part 15 with which the opening end side was equipped is comprised. The case main body 14 and the cover 15 are fastened together with the ring gear 12 by a bolt 13.

ハウジング11のケース本体部14の内部には、回転中心軸線Cの方向(以下、単に回転中心軸線方向という)の一方側および他方側に位置する一方側および他方側のサイドギヤ21、22(出力歯車)がそれぞれ回転可能に収納・保持されており、さらに、両サイドギヤ21、22の周りに位置するように複数対のピニオンギヤ23、24(小歯車)が回転可能に収納されている。これらサイドギヤ21、22およびピニオンギヤ23、24は、互いに噛合可能な噛合歯21t、22t、23t、24tを有している。   Inside the case main body portion 14 of the housing 11 are side gears 21 and 22 (output gears) on one side and the other side located on one side and the other side in the direction of the rotation center axis C (hereinafter simply referred to as the rotation center axis direction). ) Are rotatably housed and held, and a plurality of pairs of pinion gears 23 and 24 (small gears) are rotatably housed so as to be positioned around both side gears 21 and 22. The side gears 21 and 22 and the pinion gears 23 and 24 have meshing teeth 21t, 22t, 23t, and 24t that can mesh with each other.

サイドギヤ21、22は、それらの内周側に左右のドライブシャフトD1、D2(車輪駆動軸;図4参照)の内端部をスプライン結合させるスプライン歯部21a、22aを有しており、ハウジング11には、左右のドライブシャフトD1、D2の内端部が挿入される潤滑溝付の軸穴部11h、11iが同軸に形成されている。   The side gears 21, 22 have spline teeth 21 a, 22 a that spline-couple inner ends of the left and right drive shafts D 1, D 2 (wheel drive shafts; see FIG. 4) on the inner peripheral side thereof. The shaft holes 11h and 11i with lubrication grooves into which the inner ends of the left and right drive shafts D1 and D2 are inserted are coaxially formed.

複数対のピニオンギヤ23、24は、両サイドギヤ21、22の周りに両サイドギヤ21、22に対し平行に配置されている。これらピニオンギヤ23、24は、それぞれの軸方向の一部、例えば軸方向の中間部でサイドギヤ21、22に噛合するようそれぞれケース本体部14の内部に回転可能に保持されるとともに、それらの軸方向の残部、例えば軸方向の両端部で互いに噛合している。   The plurality of pairs of pinion gears 23, 24 are arranged around both side gears 21, 22 and parallel to both side gears 21, 22. The pinion gears 23 and 24 are rotatably held inside the case main body 14 so as to mesh with the side gears 21 and 22 at a part in the axial direction, for example, at an intermediate part in the axial direction. The other part, for example, both ends in the axial direction mesh with each other.

具体的には、図3および図4に示すように、複数対のピニオンギヤ23、24は、軸方向の一端側に位置する短歯車部23a、24aと、その短歯車部23a、24aと同様な歯形を有し軸方向の中間部から他端側に延在する長歯車部23b、24bと、これら短歯車部23a、24aおよび長歯車部23b、24bを連結するこれらより小径の円柱状の中間連結部23c、24cとによって構成されている。また、短歯車部23aが長歯車部24bに噛合し、短歯車部24aが長歯車部23bに噛合するように、各対のピニオンギヤ23、24(小歯車対)は、互いに逆向きに配置されている。そして、各ピニオンギヤ23は、その軸方向中間部に位置する長歯車部23bの内端部分で一方側のサイドギヤ21に噛合し、各ピニオンギヤ24は、その軸方向中間部に位置する長歯車部24bの内端部分で他方側のサイドギヤ22に噛合している。ここで、サイドギヤ21、22およびピニオンギヤ23、24は、それぞれ例えばヘリカルギヤで構成され、それぞれハウジング11内に収容された潤滑油(潤滑用のオイル)により潤滑されるようになっている。   Specifically, as shown in FIGS. 3 and 4, the plurality of pairs of pinion gears 23, 24 are similar to the short gear portions 23 a, 24 a located on one end side in the axial direction and the short gear portions 23 a, 24 a. A long gear portion 23b, 24b having a tooth shape and extending from the intermediate portion in the axial direction to the other end side, and a cylindrical intermediate portion having a smaller diameter connecting these short gear portions 23a, 24a and the long gear portions 23b, 24b. It is comprised by the connection parts 23c and 24c. The pair of pinion gears 23 and 24 (small gear pairs) are arranged in opposite directions so that the short gear portion 23a meshes with the long gear portion 24b and the short gear portion 24a meshes with the long gear portion 23b. ing. Each pinion gear 23 meshes with one side gear 21 at the inner end portion of the long gear portion 23b located at the axial intermediate portion, and each pinion gear 24 is a long gear portion 24b located at the axial intermediate portion. Is engaged with the side gear 22 on the other side. Here, each of the side gears 21 and 22 and the pinion gears 23 and 24 is constituted by a helical gear, for example, and is lubricated by the lubricating oil (lubricating oil) accommodated in the housing 11.

一方、図1および図2に示すように、ハウジング11には、一方側および他方側のサイドギヤ21、22を予め定めた摺動クリアランスで摺動回転可能に保持する円環状の環状保持部31、32と、複数対のピニオンギヤ23、24をそれぞれ回転可能に収納し保持する複数対の略半円筒形状(分割円筒状)の凹状保持部33、34とが設けられており、各対の凹状保持部33、34は互いに噛合する各対のピニオンギヤ23、24に対応し隣接して配置されている。   On the other hand, as shown in FIGS. 1 and 2, the housing 11 has an annular annular holding portion 31 that holds the side gears 21 and 22 on one side and the other side so as to be slidably rotatable with a predetermined sliding clearance, 32 and a plurality of pairs of substantially semi-cylindrical (divided cylindrical) holding portions 33 and 34 for rotatably storing and holding a plurality of pairs of pinion gears 23 and 24, respectively. The portions 33 and 34 are arranged adjacent to each other so as to correspond to each pair of pinion gears 23 and 24 that mesh with each other.

さらに、ハウジング11の各対の凹状保持部33、34とこれらに対応する各対のピニオンギヤ23、24との間には、ピニオンギヤ23、24の外周面23e、24e(図2参照)に近接するようそれぞれ対応する外周面23e、24eに沿って略半円筒形状(分割円筒状)に形成された摩擦部材36、37が設けられている。   Further, between the pair of concave holding portions 33, 34 of the housing 11 and the corresponding pair of pinion gears 23, 24, they are close to the outer peripheral surfaces 23e, 24e (see FIG. 2) of the pinion gears 23, 24. Friction members 36 and 37 formed in a substantially semi-cylindrical shape (divided cylindrical shape) are provided along the corresponding outer peripheral surfaces 23e and 24e.

これら摩擦部材36、37は、サイドギヤ21、22およびピニオンギヤ23、24よりも線膨張係数が大きい素材、好ましくは、これらのギヤ21、22、23、24の素材に対し線膨張係数が2倍程度以上大きい素材からなる。具体的には、摩擦部材36、37は、例えば線膨張係数が約23×10−6/Kのアルミニウムからなり、サイドギヤ21、22およびピニオンギヤ23、24は、それぞれ線膨張係数が約11×10−6/Kの鋼製である。また、本実施形態では、ハウジング11も鋼製であり、摩擦部材36、37は、ピニオンギヤ23、24のみならず、ハウジング11よりも線膨張係数が大きい素材からなる。 The friction members 36 and 37 are made of a material having a larger linear expansion coefficient than that of the side gears 21 and 22 and the pinion gears 23 and 24. Preferably, the linear expansion coefficient is about twice that of the materials of the gears 21, 22, 23 and 24. It is made of more material Specifically, the friction members 36 and 37 are made of, for example, aluminum having a linear expansion coefficient of about 23 × 10 −6 / K, and the side gears 21 and 22 and the pinion gears 23 and 24 each have a linear expansion coefficient of about 11 × 10 6. It is made of -6 / K steel. In this embodiment, the housing 11 is also made of steel, and the friction members 36 and 37 are made of a material having a larger linear expansion coefficient than the housing 11 as well as the pinion gears 23 and 24.

このように他部材に対し線膨張係数が大きい略半円筒形状の摩擦部材36、37は、低温環境でハウジング11内の潤滑油の温度が低くなっている低温時には、図2に実線で示すように、ピニオンギヤ23、24の外周面23e、24eに対してその曲率半径r1を縮小させる傾向で収縮することになり、一方、差動歯車装置10の動力伝達および差動のために発熱が連続する高温時には、図2に仮想線で示すように、ピニオンギヤ23、24の外周面23e、24eに対してその曲率半径r1を拡大させる傾向で拡径することになる。例えば、車両に搭載される差動歯車装置10の場合、例えば−40°C程度までの氷点下の範囲の低温環境で使用され得る一方、連続走行時にはハウジング11内の潤滑油の温度は例えば160°C近くまで上昇し得る。   As described above, the substantially semi-cylindrical friction members 36 and 37 having a large linear expansion coefficient with respect to other members are indicated by a solid line in FIG. 2 at a low temperature when the temperature of the lubricating oil in the housing 11 is low. Further, the outer peripheral surfaces 23e and 24e of the pinion gears 23 and 24 contract with a tendency to reduce the radius of curvature r1, while heat generation continues for power transmission and differential of the differential gear device 10. When the temperature is high, as shown by phantom lines in FIG. 2, the diameters of the outer peripheral surfaces 23e and 24e of the pinion gears 23 and 24 are increased in a tendency to increase the curvature radius r1. For example, in the case of the differential gear device 10 mounted on a vehicle, the differential gear device 10 can be used in a low-temperature environment, for example, below the freezing point up to about −40 ° C., while the temperature of the lubricating oil in the housing 11 is 160 ° during continuous running, for example. Can rise to near C.

ところで、サイドギヤ21、22に噛合するピニオンギヤ23、24とハウジング11の略半円筒形状の凹状保持部33、34との間の隙間に対し、そこに挿入される結合摩擦部材35の摩擦部材36、37の厚さは、わずかに大きく設定されている。すなわち、摩擦部材36、37に対しては、いわゆる締め代(サイドギヤ21、22とピニオンギヤ23、24の中心を通るピニオンギヤ23、24の公転半径方向の締め代)が設定されており、その締め代の設定値は、使用温度範囲(例えば、−40°C〜160°C)における摩擦部材36、37の厚さの変化程度かそれよりわずかに大きい値、例えば0.04mmである。   By the way, the friction member 36 of the coupling friction member 35 inserted into the gap between the pinion gears 23 and 24 meshing with the side gears 21 and 22 and the substantially semi-cylindrical concave holding portions 33 and 34 of the housing 11, The thickness of 37 is set slightly larger. That is, a so-called tightening margin (a tightening margin in the revolving radial direction of the pinion gears 23 and 24 passing through the centers of the side gears 21 and 22 and the pinion gears 23 and 24) is set for the friction members 36 and 37. Is set to a value that is about the thickness change of the friction members 36 and 37 in the operating temperature range (for example, −40 ° C. to 160 ° C.) or slightly larger than that, for example, 0.04 mm.

また、複数対のうち各対の摩擦部材36、37は、対応する各対のピニオンギヤ23、24(小歯車対)の噛合部近傍、すなわち摩擦部材36、37の曲率円周方向で近接する端部側で互いに一体に結合され、結合摩擦部材35として構成されている。この結合摩擦部材35は、一対の摩擦部材36、37の結合部付近でハウジング11に係合して位置を拘束されるとともに、一対の摩擦部材36、37の曲率半径r1の曲率面をなす内面部でピニオンギヤ23、24に係合している。   In addition, each pair of the friction members 36 and 37 among the plurality of pairs is in the vicinity of the meshing portion of each corresponding pair of pinion gears 23 and 24 (small gear pair), that is, the ends of the friction members 36 and 37 that are close in the circumferential direction of curvature. They are integrally coupled to each other on the part side to constitute a coupling friction member 35. The coupling friction member 35 is engaged with the housing 11 in the vicinity of the coupling portion between the pair of friction members 36 and 37 and restrained in position, and the inner surface forming the curvature surface of the curvature radius r1 of the pair of friction members 36 and 37. Is engaged with the pinion gears 23, 24.

さらに、摩擦部材36、37の曲率円周方向におけるこの結合摩擦部材35の両腕部では、この方向の中央部におけるよりもハウジング11とピニオンギヤ23、24の間の隙間がわずかに大きくなっており、ハウジング11の凹状保持部33、34の内面曲率半径r1は、摩擦部材36、37の外周面の低温時の曲率半径より高温時のそれに近い側の値(高温時の外周面の曲率半径より小さいが低温時のそれより大きい)を有している。   Further, the gap between the housing 11 and the pinion gears 23 and 24 is slightly larger at both arms of the coupling friction member 35 in the circumferential direction of the curvature of the friction members 36 and 37 than at the center in this direction. The inner radius of curvature r1 of the concave holding portions 33, 34 of the housing 11 is a value closer to that at the higher temperature than the radius of curvature of the outer circumferential surface of the friction members 36, 37 (from the radius of curvature of the outer circumferential surface at the higher temperature). Small but larger than that at low temperature).

次に、作用を説明する。   Next, the operation will be described.

上述のように構成された本実施形態の差動歯車装置10では、車両の走行駆動時にファイナルドライブギヤからリングギヤ12に回転動力が入力される。このとき、リングギヤ12の減速回転によりハウジング11が回転し、図4(a)に示すように、ピニオンギヤ23、24がハウジング11と共にサイドギヤ21、22の周りで回転(公転)するとともに、サイドギヤ21、22が同一方向に回転し、左右のドライブシャフトD1、D2に走行方向への回転動力が伝達される。   In the differential gear device 10 of the present embodiment configured as described above, rotational power is input from the final drive gear to the ring gear 12 during driving of the vehicle. At this time, the housing 11 is rotated by the reduced rotation of the ring gear 12, and the pinion gears 23, 24 rotate (revolve) around the side gears 21, 22 together with the housing 11, as shown in FIG. 22 rotates in the same direction, and rotational power in the traveling direction is transmitted to the left and right drive shafts D1, D2.

また、図4(b)に示すように、車両旋回時等に左右のドライブシャフトD1、D2に回転(角速度)の差が生じるときには、複数対のピニオンギヤ23、24を介して差動可能に結合されたサイドギヤ21、22が相対回転し、左右のドライブシャフトD1、D2の差動回転が許容される。このとき、サイドギヤ21、22より歯数が少ないピニオンギヤ23、24は、サイドギヤ21、22の差動回転を増速する回転状態となる。   Also, as shown in FIG. 4B, when a difference in rotation (angular velocity) occurs between the left and right drive shafts D1, D2 when the vehicle turns, etc., the differential coupling is achieved through a plurality of pairs of pinion gears 23, 24. The side gears 21 and 22 thus rotated relative to each other to allow differential rotation of the left and right drive shafts D1 and D2. At this time, the pinion gears 23 and 24 having a smaller number of teeth than the side gears 21 and 22 are in a rotating state in which the differential rotation of the side gears 21 and 22 is increased.

一方、車両の環境温度が低く、車両の走行開始時にハウジング11の内部に収容された潤滑油の温度が低くなっている低温時には、図2に実線で示すように、複数対のピニオンギヤ23、24の外周面23e、24eに沿う複数の結合摩擦部材35の略半円筒状の摩擦部材36、37がそれぞれの曲率半径r1を縮小させる傾向となって、複数の結合摩擦部材35の摩擦部材36、37と複数対のピニオンギヤ23、24の外周部との間の摩擦接触面積および摩擦力が増加する。したがって、この低温時に、車両の走行が開始されると、リングギヤ12の噛合部やハウジング11の軸受部、サイドギヤ21、22およびピニオンギヤ23、24の噛合部等にファイナルギヤからの伝達トルクやドライブシャフトD1、D2の駆動負荷に応じた発熱が生じるとともに、複数対のピニオンギヤ23、24と複数対の摩擦部材36、37の間で熱が発生する。特に、ドライブシャフトD1、D2に差動が生じるときには、増速回転されるピニオンギヤ23、24と低温でピニオンギヤ23、24側への摩擦を強める摩擦部材36、37との間でより多くの摩擦熱が発生する。   On the other hand, at a low temperature when the environmental temperature of the vehicle is low and the temperature of the lubricant contained in the housing 11 is low when the vehicle starts to travel, a plurality of pairs of pinion gears 23, 24 are shown as shown by the solid line in FIG. The substantially semi-cylindrical friction members 36, 37 of the plurality of coupled friction members 35 along the outer peripheral surfaces 23e, 24e tend to reduce the respective curvature radii r1, so that the friction members 36 of the plurality of coupled friction members 35, The frictional contact area and the frictional force between the outer periphery of 37 and the plurality of pairs of pinion gears 23 and 24 increase. Therefore, when the vehicle starts running at this low temperature, the transmission torque from the final gear and the drive shaft to the meshing part of the ring gear 12, the bearing part of the housing 11, the meshing parts of the side gears 21, 22 and the pinion gears 23, 24, etc. Heat is generated according to the driving loads of D1 and D2, and heat is generated between the plurality of pairs of pinion gears 23 and 24 and the plurality of pairs of friction members 36 and 37. In particular, when a differential occurs in the drive shafts D1 and D2, more frictional heat is generated between the pinion gears 23 and 24 that are rotated at an increased speed and the friction members 36 and 37 that increase the friction toward the pinion gears 23 and 24 at a low temperature. Will occur.

したがって、ハウジング11の内部の潤滑油の粘度が高い低温時の走行開始から短時間のうちに、潤滑油の粘度が十分に低下する温度まで潤滑油が早期に昇温することになり、車両の旋回時等に高粘度の潤滑油により比較的大きな差動抵抗が働くことで燃費が低下するといった従来の問題が解消される。   Therefore, within a short time after the start of traveling at a low temperature when the viscosity of the lubricating oil inside the housing 11 is high, the lubricating oil is quickly heated up to a temperature at which the viscosity of the lubricating oil sufficiently decreases. The conventional problem that the fuel efficiency is lowered due to the relatively large differential resistance acting by the high-viscosity lubricant during turning or the like is solved.

また、ハウジング11の内部の潤滑油の温度が高く潤滑油の粘度が低下した状態となる高温時には、図2に仮想線で示すように、各結合摩擦部材35の略半円筒状の摩擦部材36、37がそれぞれの曲率半径r1を拡大させる傾向となり、各結合摩擦部材35の摩擦部材36、37と各対のピニオンギヤ23、24の外周部との間の摩擦接触面積および摩擦力が減少することになる。したがって、連続走行時にハウジング11の内部の潤滑油の温度が過度に上昇することが防止される。   Further, when the temperature of the lubricating oil inside the housing 11 is high and the viscosity of the lubricating oil is lowered, as shown by the phantom line in FIG. , 37 tend to increase the respective curvature radii r1, and the frictional contact area and frictional force between the friction members 36, 37 of each coupling friction member 35 and the outer periphery of each pair of pinion gears 23, 24 are reduced. become. Therefore, the temperature of the lubricating oil inside the housing 11 is prevented from excessively rising during continuous running.

本実施形態では、摩擦部材36、37がピニオンギヤ23、24よりも線膨張係数の大きい素材からなり、ピニオンギヤ23、24の外周面23e、24eに沿う略半円筒状となっているので、特別な素材や操作手段を用いることなく、低温時には、摩擦部材36、37がピニオンギヤ23、24の外周面23e、24eに対し収縮する傾向に変形してピニオンギヤ23、24の外周部との間の摩擦接触面積および摩擦力を増加させ、一方、高温時には、ピニオンギヤ23、24の外周面23e、24eに対し膨張する傾向に変形してピニオンギヤ23、24の外周部との間の摩擦接触面積および摩擦力を減少させることができ、低コストである。しかも、ハウジング11の内部で摺動回転するピニオンギヤ23、24等の摺動クリアランスを一定に保つことができる。   In the present embodiment, the friction members 36 and 37 are made of a material having a linear expansion coefficient larger than that of the pinion gears 23 and 24, and are substantially semi-cylindrical along the outer peripheral surfaces 23e and 24e of the pinion gears 23 and 24. Friction contact between the outer peripheral portions of the pinion gears 23 and 24 due to deformation of the friction members 36 and 37 with respect to the outer peripheral surfaces 23e and 24e of the pinion gears 23 and 24 at low temperatures without using a material or operation means. On the other hand, the area and the frictional force are increased, and at high temperatures, the outer peripheral surfaces 23e and 24e of the pinion gears 23 and 24 are deformed to expand and the frictional contact area and the frictional force between the outer peripheral portions of the pinion gears 23 and 24 are increased. It can be reduced and the cost is low. In addition, the sliding clearance of the pinion gears 23 and 24 that slide and rotate inside the housing 11 can be kept constant.

加えて、本実施形態では、各対の摩擦部材36、37を曲率円周方向の端部で結合して結合摩擦部材35を構成しているので、摩擦のための部品数を半減させることができるとともに、ハウジング11の内部の潤滑油の温度に応じて摩擦部材36、37と各ピニオンギヤ23、24との摩擦接触面積および摩擦力をより的確に変化させることができる。   In addition, in the present embodiment, each pair of friction members 36 and 37 is coupled at the ends in the circumferential direction of curvature to form the combined friction member 35, so that the number of parts for friction can be halved. In addition, the frictional contact area and the frictional force between the friction members 36 and 37 and the pinion gears 23 and 24 can be changed more accurately according to the temperature of the lubricating oil inside the housing 11.

また、サイドギヤ21、22およびピニオンギヤ23、24を収納するハウジング11の収納穴や凹部を容易に成形できるとともに、摩擦部材36、37の装着作業をサイドギヤ21、22およびピニオンギヤ23、24のハウジング11の内部への挿入方向と同一の方向に行うことができ、作業性がよい。   Further, the housing holes and recesses of the housing 11 for housing the side gears 21 and 22 and the pinion gears 23 and 24 can be easily formed, and the mounting work of the friction members 36 and 37 can be performed on the housing 11 of the side gears 21 and 22 and the pinion gears 23 and 24. It can be performed in the same direction as the direction of insertion inside, and the workability is good.

さらに、結合摩擦部材35の摩擦部材36、37に対して締め代が設定されており、その締め代の設定値は、使用温度範囲における摩擦部材36、37の厚さの変化程度かそれよりわずかに大きい値に設定されているので、摩擦部材36、37を過度に磨耗させることなく、ピニオンギヤ23、24と摩擦部材36、37との間でより多くの摩擦熱を発生させることができる。   Further, a tightening margin is set for the friction members 36 and 37 of the coupling friction member 35, and the set value of the tightening margin is about a change in the thickness of the friction members 36 and 37 in the operating temperature range or slightly less than that. Therefore, more frictional heat can be generated between the pinion gears 23 and 24 and the friction members 36 and 37 without excessive wear of the friction members 36 and 37.

(実施例1〜4)
図5(a)に、各結合摩擦部材35の摩擦部材36、37に対して異なる4つの締め代の値Fi1(例えば0.01mm)、Fi2(例えば0.02mm)、Fi3(例えば0.03mm)、Fi4(例えば0.04mm)を設定した実施例1〜4の差動歯車装置10と、締め代の値Fi0が0である比較例とを作製し、それぞれ動作試験を行ったところ、同図に示すような発熱量(発熱温度)の相違が見られた。
(Examples 1-4)
FIG. 5A shows four different fastening allowance values Fi1 (for example, 0.01 mm), Fi2 (for example, 0.02 mm), and Fi3 (for example, 0.03 mm) for the friction members 36 and 37 of each coupling friction member 35. ), A differential gear device 10 of Examples 1 to 4 in which Fi4 (for example, 0.04 mm) is set, and a comparative example in which a tightening value Fi0 is 0, and an operation test is performed respectively. A difference in heat generation amount (heat generation temperature) as shown in the figure was observed.

また、図5(b)に示すように、ハウジング11内の潤滑油温度が上昇するほど、燃費改善効果は大きくなるという結果であった。   In addition, as shown in FIG. 5B, the fuel efficiency improvement effect increases as the lubricating oil temperature in the housing 11 increases.

このように、本実施形態の差動歯車装置10においては、ハウジング11の内部の潤滑油の粘度が低いときにはサイドギヤ21、22の差動を増速して回転するピニオンギヤ23、24と摩擦部材36、37とを強く摩擦させて発熱させ、潤滑油の粘度が十分に低下する温度まで潤滑油を早期に昇温させるようにしているので、簡素な構成で低温時に潤滑油の昇温速度を速めて潤滑油の粘度を早期に低下させることができる低コストの差動歯車装置を提供することができ、車両の燃費向上に寄与できるものとなる。   As described above, in the differential gear device 10 of the present embodiment, when the viscosity of the lubricating oil inside the housing 11 is low, the pinion gears 23 and 24 that rotate by increasing the differential of the side gears 21 and 22 and the friction member 36 are rotated. , 37 is caused to generate heat by rubbing strongly, and the temperature of the lubricating oil is quickly raised to a temperature at which the viscosity of the lubricating oil is sufficiently reduced. Therefore, the temperature rise rate of the lubricating oil is increased at a low temperature with a simple configuration. Thus, it is possible to provide a low-cost differential gear device capable of reducing the viscosity of the lubricating oil at an early stage, which can contribute to improving the fuel efficiency of the vehicle.

(第2実施形態)
図6に本発明の第2実施形態に係る差動歯車装置の構成を示している。なお、この差動歯車装置は、車両のリヤディファレンシャル装置の主要部をなすものであり、図示しないドライブピニオンから回転動力を入力するとき、左右のドライブシャフトに対して差動を許容しつつ動力伝達するように構成されている。
(Second Embodiment)
FIG. 6 shows the configuration of the differential gear device according to the second embodiment of the present invention. The differential gear device is a main part of the rear differential device of the vehicle. When rotational power is input from a drive pinion (not shown), power transmission is allowed while allowing differential to the left and right drive shafts. Is configured to do.

図6に示すように、本実施形態の差動歯車装置40は、回転中心軸線回りに回転できるように図示しないディファレンシャルキャリアケースに回転可能に支持され、そのケースの先端側に軸受支持されたドライブピニオンから回転動力を入力するハウジング41を備えている。このハウジング41は、前記ドライブピニオンに噛合するかさ歯のリングギヤ42が複数のボルト43により締結・固定されたディファレンシャルケースとなっており、互いに図示しないボルトおよび位置決めピン47で結合された一方および他方のケース部材44、45と、それらの間に嵌入された少なくとも1つの外壁ブロック46とによって構成されている。   As shown in FIG. 6, the differential gear device 40 of the present embodiment is rotatably supported by a differential carrier case (not shown) so as to be rotatable around the rotation center axis, and is a bearing supported by the front end side of the case. A housing 41 for inputting rotational power from the pinion is provided. The housing 41 is a differential case in which a bevel ring gear 42 that meshes with the drive pinion is fastened and fixed by a plurality of bolts 43. The housing 41 is connected to one and the other by bolts and positioning pins 47 (not shown). The case members 44 and 45 and at least one outer wall block 46 inserted between them are constituted.

ハウジング41の内部には、回転中心軸線方向の一方側および他方側に位置する一方側および他方側のサイドギヤ51、52(出力歯車)がそれぞれ回転可能に収納・保持されており、さらに、両サイドギヤ51、52の周りに位置するように少なくとも一対、例えば複数対(図6は3対の場合)のウォームホイール軸53、54(小歯車)が回転可能に収納されている。   Inside the housing 41, side gears 51 and 52 (output gears) on one side and the other side located on one side and the other side in the rotation center axis direction are respectively housed and held so as to be rotatable. At least a pair, for example, a plurality of pairs (in the case of three pairs in FIG. 6) of worm wheel shafts 53 and 54 (small gears) are rotatably housed so as to be positioned around 51 and 52.

サイドギヤ51、52は、それらの内周側に図示しない左右のドライブシャフの内端部をスプライン結合させるスプライン歯部51a、52aを有しており、ハウジング41には、左右のドライブシャフトの内端部が挿入される潤滑溝付の軸穴部51h、51iが同軸に形成されている。   The side gears 51 and 52 have spline teeth 51a and 52a that spline-couple inner ends of left and right drive shafts (not shown) on their inner peripheral sides, and the housing 41 includes inner ends of left and right drive shafts. Shaft hole portions 51h and 51i with lubricating grooves into which the portions are inserted are formed coaxially.

各対のウォームホイール軸53、54は、ヘリカルギヤからなるサイドギヤ51、52の周りに両サイドギヤ51、52に対し直交する軸線回りに回転するよう配置されており、それらの軸方向の一部、例えば軸方向の中間部となるウォームホイール部分53wでサイドギヤ51、52に噛合するようそれぞれハウジング41の外壁ブロック46の内部に回転可能に保持されるとともに、それらの軸方向の残部、例えば軸方向の両端部に形成されたスパーギヤ部分53sで互いに噛合している。   Each pair of worm wheel shafts 53, 54 is arranged around side gears 51, 52 made of helical gears so as to rotate about an axis perpendicular to both side gears 51, 52, and a part of those axial directions, for example, The worm wheel portion 53w that is an intermediate portion in the axial direction is rotatably held inside the outer wall block 46 of the housing 41 so as to mesh with the side gears 51 and 52, and the remaining portions in the axial direction, for example, both ends in the axial direction. The spur gear portion 53s formed in the portion meshes with each other.

一方、ハウジング41には、サイドギヤ51、52をそれぞれの軸端面側で摺動回転可能に保持するスラストワッシャ61a、61b、62a、62bが装着されており、その外壁ブロック46には、複数対のウォームホイール軸53、54をそれぞれ回転可能に収納し保持する少なくとも一対、例えば複数対の略半円筒形状の凹状保持部63、64が設けられている。また、各対の凹状保持部63、64は互いに噛合する各対のウォームホイール軸53、54に対応し隣接して配置されている。   On the other hand, the housing 41 is provided with thrust washers 61a, 61b, 62a, 62b that hold the side gears 51, 52 so as to be slidable and rotatable on the respective shaft end face sides, and the outer wall block 46 has a plurality of pairs. At least a pair of, for example, a plurality of pairs of substantially semi-cylindrical concave holding portions 63 and 64 are provided that rotatably store and hold the worm wheel shafts 53 and 54, respectively. Each pair of concave holding portions 63 and 64 is disposed adjacent to and corresponding to each pair of worm wheel shafts 53 and 54 that mesh with each other.

さらに、ハウジング41の各対の凹状保持部63、64とこれらに対応する各対のウォームホイール軸53、54との間には、ウォームホイール軸53、54の外周面に沿って略半円筒状に形成された摩擦部材66、67が設けられている。   Furthermore, between each pair of concave holding parts 63 and 64 of the housing 41 and each pair of worm wheel shafts 53 and 54 corresponding thereto, a substantially semi-cylindrical shape along the outer peripheral surface of the worm wheel shafts 53 and 54. Friction members 66 and 67 are provided.

これら摩擦部材66、67は、サイドギヤ51、52およびウォームホイール軸53、54よりも線膨張係数が2倍程度以上大きい素材からなる。具体的には、摩擦部材66、67は、例えばアルミニウムからなり、ハウジング41、サイドギヤ51、52およびウォームホイール軸53、54は、それぞれ線膨張係数が約11×10−6/Kの鋼製である。 These friction members 66 and 67 are made of a material whose linear expansion coefficient is about twice or more larger than that of the side gears 51 and 52 and the worm wheel shafts 53 and 54. Specifically, the friction members 66 and 67 are made of, for example, aluminum, and the housing 41, the side gears 51 and 52, and the worm wheel shafts 53 and 54 are made of steel each having a linear expansion coefficient of about 11 × 10 −6 / K. is there.

複数対のうち各対の摩擦部材66、67は、対応する各対のウォームホイール軸53、54(小歯車対)の噛合部近傍で互いに一体に結合され、結合摩擦部材65として構成されている。この結合摩擦部材65は、一対の摩擦部材66、67の結合部付近でハウジング41に係合し位置を拘束されるとともに、一対の摩擦部材66、67の曲率半径r1の曲率面をなす内面部でウォームホイール軸53、54に係合している。   Each pair of friction members 66 and 67 among the plurality of pairs is integrally coupled to each other in the vicinity of the meshing portion of each corresponding pair of worm wheel shafts 53 and 54 (small gear pair), and is configured as a coupling friction member 65. . The coupling friction member 65 is engaged with the housing 41 and restrained in the vicinity of the coupling portion between the pair of friction members 66 and 67, and also has an inner surface portion that forms a curvature surface with a curvature radius r1 of the pair of friction members 66 and 67. The worm wheel shafts 53 and 54 are engaged.

さらに、摩擦部材66、67の曲率円周方向におけるこの結合摩擦部材65の両腕部では、この方向の中央部におけるよりもハウジング41とウォームホイール軸53、54の間の隙間がわずかに大きくなっている。そして、ハウジング41の凹状保持部33、34の内面曲率半径r1は、摩擦部材66、67の外周面の低温時の曲率半径より高温時のそれに近い側の値(高温時の外周面の曲率半径より小さいが低温時のそれより大きい)を有している。   Further, the gap between the housing 41 and the worm wheel shafts 53 and 54 is slightly larger at both arms of the coupling friction member 65 in the circumferential direction of the curvature of the friction members 66 and 67 than at the center in this direction. ing. The inner surface radius of curvature r1 of the concave holding portions 33 and 34 of the housing 41 is a value closer to that at the higher temperature than the radius of curvature of the outer circumferential surface of the friction members 66 and 67 (the radius of curvature of the outer circumferential surface at the higher temperature). Smaller but larger than that at low temperature).

本実施形態の差動歯車装置40においても、低温時には、複数対のウォームホイール軸53、54の外周面に沿う複数の結合摩擦部材65の略半円筒状の摩擦部材66、67がそれぞれの曲率半径r1を縮小させる傾向で収縮し、複数対の摩擦部材66、67と複数対のウォームホイール軸53、54の外周部との間の摩擦接触面積および摩擦力を増加させる。したがって、ハウジング41の内部の潤滑油の粘度が高い低温時の走行開始から短時間のうちに、その潤滑油の粘度が十分に低下する温度まで潤滑油が早期に昇温することになり、車両の旋回時等に高粘度の潤滑油により比較的大きな差動抵抗が働くことで燃費が低下するといった従来の問題が解消される。   Also in the differential gear device 40 of the present embodiment, when the temperature is low, the substantially semi-cylindrical friction members 66 and 67 of the plurality of coupled friction members 65 along the outer peripheral surfaces of the plurality of pairs of worm wheel shafts 53 and 54 have their respective curvatures. The radius r1 is contracted in a tendency to reduce, and the frictional contact area and the frictional force between the plurality of pairs of friction members 66 and 67 and the outer peripheral portions of the plurality of pairs of worm wheel shafts 53 and 54 are increased. Therefore, within a short time after the start of traveling at a low temperature when the viscosity of the lubricating oil inside the housing 41 is high, the lubricating oil is quickly heated to a temperature at which the viscosity of the lubricating oil is sufficiently reduced. The conventional problem that the fuel efficiency is lowered due to the relatively large differential resistance acting by the high-viscosity lubricant during turning of the vehicle is solved.

また、高温時には、各結合摩擦部材65の略半円筒状の摩擦部材66、67がそれぞれの曲率半径r1を拡大させる傾向で拡張し、各結合摩擦部材65の摩擦部材66、67と各対のウォームホイール軸53、54の外周部との間の摩擦接触面積および摩擦力を減少させる。したがって、連続走行時にハウジング41の内部の潤滑油の温度が過度に上昇することが防止される。   Further, at high temperatures, the substantially semi-cylindrical friction members 66, 67 of each coupling friction member 65 expand with a tendency to increase the respective curvature radii r1, and the friction members 66, 67 of each coupling friction member 65 and the respective pairs are paired. The frictional contact area and frictional force between the outer peripheral portions of the worm wheel shafts 53 and 54 are reduced. Therefore, the temperature of the lubricating oil inside the housing 41 is prevented from excessively rising during continuous running.

よって、本実施形態のようなウォームギヤ型のトルク感応型差動歯車装置であっても、そのウォームホイール軸53、54(ウォームギヤ型の小歯車)とハウジング41の間に摩擦部材66、67を配置することができ、上述の実施形態と同様な効果が得られ、簡素な構成で低温時に潤滑油の昇温速度を速めて潤滑油の粘度を早期に低下させることができる低コストの差動歯車装置を提供することができる。   Therefore, even in the worm gear type torque-sensitive differential gear device as in this embodiment, the friction members 66 and 67 are disposed between the worm wheel shafts 53 and 54 (worm gear type small gears) and the housing 41. A low-cost differential gear that can achieve the same effects as those of the above-described embodiment, and can increase the temperature of the lubricating oil at a low temperature and reduce the viscosity of the lubricating oil at an early stage with a simple configuration. An apparatus can be provided.

(第3実施形態)
図7に本発明の第3実施形態に係る差動歯車装置の構成を示している。なお、この差動歯車装置は、遊星歯車機構型のものであり、図示しないドライブピニオンから回転動力を入力するとき、左右のドライブシャフトに対して両シャフトの間の差動を許容しつつその回転動力を伝達するように構成されている。
(Third embodiment)
FIG. 7 shows the configuration of a differential gear device according to the third embodiment of the present invention. This differential gear device is of a planetary gear mechanism type, and when rotational power is input from a drive pinion (not shown), the rotation between the left and right drive shafts is allowed while allowing the differential between both shafts. It is configured to transmit power.

図7に示すように、本実施形態の差動歯車装置70は、回転中心軸線回りに回転できるように図示しない変速機ケースに回転可能に支持されるとともに、その外周部に装着される図示しないリングギヤを介してファイナルドライブギヤから回転動力を入力するハウジング71を備えている。このハウジング71は、その一端側の開口端部71eをキャリア部材72によって閉塞したものであり、キャリア部材72はハウジング71の開口端部71eにスプライン結合するとともに、環状ねじ部材73によってハウジング71の開口端部71eに抜け止めされ、固定されている。   As shown in FIG. 7, the differential gear device 70 of the present embodiment is rotatably supported by a transmission case (not shown) so as to be rotatable around a rotation center axis, and is mounted on the outer periphery thereof (not shown). A housing 71 for inputting rotational power from the final drive gear via a ring gear is provided. The housing 71 has an opening end 71e on one end thereof closed by a carrier member 72. The carrier member 72 is spline-coupled to the opening end 71e of the housing 71, and an opening of the housing 71 is formed by an annular screw member 73. The end 71e is secured and fixed.

ハウジング71の内部には、回転中心軸線方向の一方側に位置するインターナルリングギヤ81(一方側の出力歯車)と、回転中心軸線方向の他方側に位置する略円筒状のサンギヤ82(他方側の出力歯車)と、これらインターナルリングギヤ81およびサンギヤ82の間に介在する少なくとも1つ、例えば複数のプラネタリピニオンギヤ83(小歯車)とが、それぞれ回転可能に収納されている。これらインターナルリングギヤ81、サンギヤ82およびプラネタリピニオンギヤ83は、それぞれヘリカルギヤからなる。   Inside the housing 71, an internal ring gear 81 (one output gear) located on one side in the rotation center axis direction and a substantially cylindrical sun gear 82 (on the other side) located on the other side in the rotation center axis direction. The output gear) and at least one, for example, a plurality of planetary pinion gears 83 (small gears) interposed between the internal ring gear 81 and the sun gear 82 are housed rotatably. These internal ring gear 81, sun gear 82, and planetary pinion gear 83 are each formed of a helical gear.

インターナルリングギヤ81は、内歯81tが形成されたリングギヤ部81aと、内周側に図示しない左右一方側のドライブシャフトの内端部をスプライン結合させるスプライン歯部81bを有する出力筒部81cとを有している。また、サンギヤ82は、図示しない左右他方側のドライブシャフの内端部をスプライン結合させるスプライン歯部82aを有している。さらに、ハウジング71の軸穴部79h、79iには、左右のドライブシャフトの内端部を回転自在に支持するための軸受78a、78bが設けられている。   The internal ring gear 81 includes a ring gear portion 81a in which inner teeth 81t are formed, and an output cylinder portion 81c having a spline tooth portion 81b that spline-couples the inner end portion of the drive shaft (not shown) on the inner peripheral side. Have. In addition, the sun gear 82 has a spline tooth portion 82a that spline-couples the inner ends of the left and right drive shafts (not shown). Furthermore, shaft holes 79h and 79i of the housing 71 are provided with bearings 78a and 78b for rotatably supporting the inner ends of the left and right drive shafts.

複数のプラネタリピニオンギヤ83は、インターナルリングギヤ81およびサンギヤ82に対し平行軸配置されており、その公転半径の外方側における軸方向の一端側でインターナルリングギヤ81に噛合し、その公転半径の内方側における軸方向の略全部でサンギヤ82に噛合している。これらプラネタリピニオンギヤ83は、それぞれハウジング71に一体化されたキャリア部材72の略半円筒形状の複数(少なくとも1つ)の凹状保持部74に摺動回転可能に保持されており、凹状保持部74は、キャリア部材72の複数の支柱部72pの間に位置するようこれら支柱部72pと等角度間隔に配置されている。なお、ハウジング71には、インターナルリングギヤ81およびサンギヤ82をそれぞれの軸方向両端面で摺動回転可能に保持するスラストワッシャ75、76、77a、77bが装着されている。   The plurality of planetary pinion gears 83 are arranged in parallel with the internal ring gear 81 and the sun gear 82, and mesh with the internal ring gear 81 at one end in the axial direction on the outer side of the revolution radius. Engage with the sun gear 82 in substantially the entire axial direction on the side. Each of these planetary pinion gears 83 is slidably held by a plurality (at least one) of concave holding portions 74 of a substantially semi-cylindrical shape of a carrier member 72 integrated with the housing 71. The concave holding portion 74 is The support members 72 are disposed at equiangular intervals so as to be positioned between the support portions 72 p of the carrier member 72. The housing 71 is fitted with thrust washers 75, 76, 77a, 77b that hold the internal ring gear 81 and the sun gear 82 so as to be slidable and rotatable at both axial end faces.

一方、ハウジング71の各凹状保持部74とこれに対応するプラネタリピニオンギヤ83との間には、プラネタリピニオンギヤ83の外周面に沿って略半円筒状に形成された摩擦部材86が設けられている。   On the other hand, a friction member 86 formed in a substantially semi-cylindrical shape along the outer peripheral surface of the planetary pinion gear 83 is provided between each concave holding portion 74 of the housing 71 and the planetary pinion gear 83 corresponding thereto.

摩擦部材86は、インターナルリングギヤ81およびサンギヤ82およびプラネタリピニオンギヤ83よりも線膨張係数が2倍程度以上大きい素材、例えばアルミニウムからなる。なお、ハウジング71、インターナルリングギヤ81およびサンギヤ82およびプラネタリピニオンギヤ83は、それぞれ線膨張係数が約11×10−6/Kの鋼製である。 The friction member 86 is made of a material having a linear expansion coefficient that is about twice or more larger than that of the internal ring gear 81, the sun gear 82, and the planetary pinion gear 83, for example, aluminum. The housing 71, the internal ring gear 81, the sun gear 82 and the planetary pinion gear 83 are each made of steel having a linear expansion coefficient of about 11 × 10 −6 / K.

さらに、摩擦部材86の曲率円周方向における両腕部では、この方向の中央部におけるよりもハウジング71とプラネタリピニオンギヤ83の間の隙間がわずかに大きくなっており、ハウジング71の凹状保持部74の内面曲率半径は、摩擦部材86の外周面の低温時の曲率半径より高温時のそれに近い側の値を有している。   Further, the gap between the housing 71 and the planetary pinion gear 83 is slightly larger at the both arms in the circumferential direction of the curvature of the friction member 86 than at the center in this direction. The inner surface radius of curvature has a value closer to that at the time of high temperature than the radius of curvature of the outer peripheral surface of the friction member 86 at the time of low temperature.

本実施形態の差動歯車装置70においても、低温時には、複数のプラネタリピニオンギヤ83の外周面に沿う複数の摩擦部材86がそれぞれの曲率半径を縮小させる傾向で収縮することで、複数の摩擦部材86と複数のプラネタリピニオンギヤ83の外周部との間の摩擦接触面積および摩擦力が増加する。また、高温時には、複数の摩擦部材86がそれぞれの曲率半径を拡大させる傾向で拡張し、複数の摩擦部材86と複数のプラネタリピニオンギヤ83の外周部との間の摩擦接触面積および摩擦力が減少する。したがって、連続走行時にハウジング71の内部の潤滑油の温度が過度に上昇することが防止される。よって、本実施形態のようなプラネタリギヤタイプのトルク感応型差動歯車装置であっても、各プラネタリピニオンギヤ83とハウジング71の凹状保持部74との間に摩擦部材86を配置することができ、上述の第1実施形態と同様な効果が得られ、簡素な構成で低温時に潤滑油の昇温速度を速めて潤滑油の粘度を早期に低下させることができる低コストの差動歯車装置を提供することができる。   Also in the differential gear device 70 of the present embodiment, at the time of low temperature, the plurality of friction members 86 along the outer peripheral surface of the plurality of planetary pinion gears 83 contract with a tendency to reduce the respective radii of curvature, thereby the plurality of friction members 86. And the frictional contact area and the frictional force between the outer periphery of the planetary pinion gears 83 increase. Further, at a high temperature, the plurality of friction members 86 expand with a tendency to increase the respective curvature radii, and the friction contact area and the friction force between the plurality of friction members 86 and the outer peripheral portions of the plurality of planetary pinion gears 83 are reduced. . Therefore, the temperature of the lubricating oil inside the housing 71 is prevented from excessively rising during continuous running. Therefore, even in the planetary gear type torque-sensitive differential gear device as in the present embodiment, the friction member 86 can be disposed between each planetary pinion gear 83 and the concave holding portion 74 of the housing 71. An effect similar to that of the first embodiment of the present invention is obtained, and a low-cost differential gear device capable of quickly decreasing the viscosity of the lubricating oil by increasing the temperature rise rate of the lubricating oil at a low temperature with a simple configuration is provided. be able to.

(第4実施形態)
図8に本発明の第4実施形態に係る差動歯車装置の構成を示している。なお、この差動歯車装置は、第1実施形態の差動歯車装置10と類似する基本構造のもので、複数対のピニオンギヤの各対を異種のピニオンギヤで構成して全体の軸長を短縮したものである。よって、ここでは、第1実施形態と類似する構成については図1〜図4中の対応する構成要素の符号を用いて、各対のピニオンギヤについてのみ説明する。
(Fourth embodiment)
FIG. 8 shows the configuration of a differential gear device according to the fourth embodiment of the present invention. This differential gear device has a basic structure similar to that of the differential gear device 10 of the first embodiment, and each pair of a plurality of pairs of pinion gears is composed of different types of pinion gears to reduce the overall axial length. Is. Therefore, here, about the structure similar to 1st Embodiment, the code | symbol of the corresponding component in FIGS. 1-4 is demonstrated only about each pair of pinion gears.

図8に示すように、サイドギヤ21、22の周りに位置する各対のピニオンギヤ93、94(小歯車)は、同図中には図示しないハウジング11の凹状保持部33、34に回転可能に配置されている。   As shown in FIG. 8, each pair of pinion gears 93 and 94 (small gears) positioned around the side gears 21 and 22 is rotatably arranged in the concave holding portions 33 and 34 of the housing 11 (not shown in the figure). Has been.

各対のピニオンギヤ93、94は、両サイドギヤ21、22の周りに両サイドギヤ21、22に対し平行に配置されている。また、各対のピニオンギヤ93、94は、それらの軸方向の一部、例えば軸方向のいずれか一端部でサイドギヤ21、22に噛合するよう、それぞれハウジング11の凹状保持部33、34に結合摩擦部材35を介して摺動回転可能に保持されるとともに、それらの軸方向の残部、例えば軸方向の他端部で互いに噛合している。   Each pair of pinion gears 93 and 94 is arranged around both side gears 21 and 22 and parallel to both side gears 21 and 22. Further, each pair of pinion gears 93 and 94 is coupled to the concave holding portions 33 and 34 of the housing 11 so as to mesh with the side gears 21 and 22 at a part of their axial direction, for example, one end portion in the axial direction. The members 35 are held so as to be slidable and rotatable via the member 35, and mesh with each other at their remaining axial portions, for example, the other axial end portions.

具体的には、同図に示すように、各対のピニオンギヤ93、94のうち一方側のピニオンギヤ93は、軸方向の一端側に位置する第1歯車部93aと、その第1歯車部93aと同様な歯形を有し軸方向の他端側に位置する第2歯車部93bと、これら第1、第2歯車部93a、93bを連結するこれらより小径の円柱状の中間連結部93cとによって構成されている。一方、各対のピニオンギヤ93、94のうち他方側のピニオンギヤ94は、一方側のピニオンギヤ93の中間連結部93cを取り除いて第1、第2歯車部93a、93bを直結して一端部94aおよび他端部94bとしたのと同様な形状を有しており、一方側のピニオンギヤ93より軸長が短くなっている。   Specifically, as shown in the figure, one pinion gear 93 of each pair of pinion gears 93, 94 includes a first gear portion 93a located on one end side in the axial direction, and the first gear portion 93a A second gear portion 93b having a similar tooth shape and positioned on the other end side in the axial direction, and a cylindrical intermediate connecting portion 93c having a smaller diameter than these connecting the first and second gear portions 93a and 93b. Has been. On the other hand, the pinion gear 94 on the other side of the pair of pinion gears 93, 94 is formed by removing the intermediate coupling portion 93c of the pinion gear 93 on one side and directly connecting the first and second gear portions 93a, 93b to one end portion 94a and the other. It has the same shape as the end portion 94b, and its axial length is shorter than that of the pinion gear 93 on one side.

本実施形態の差動歯車装置においても、低温時には、複数のピニオンギヤ93、94の外周面に沿う結合摩擦部材35の複数の摩擦部材36、37がそれぞれの曲率半径を縮小させる傾向で収縮することで、複数の摩擦部材36、37と複数のピニオンギヤ93、94の外周部との間の摩擦接触面積および摩擦力が増加する。また、高温時には、複数の摩擦部材36、37がそれぞれの曲率半径を拡大させる傾向で拡張し、複数の摩擦部材36、37と複数のピニオンギヤ93、94の外周部との間の摩擦接触面積および摩擦力が減少する。したがって、連続走行時にハウジング11の内部の潤滑油の温度が過度に上昇することが防止され、第1実施形態と同様な効果が得られる。   Also in the differential gear device of the present embodiment, at a low temperature, the plurality of friction members 36 and 37 of the coupling friction member 35 along the outer peripheral surfaces of the plurality of pinion gears 93 and 94 contract with a tendency to reduce the respective curvature radii. Thus, the frictional contact area and the frictional force between the plurality of friction members 36 and 37 and the outer peripheral portions of the plurality of pinion gears 93 and 94 are increased. Further, at a high temperature, the plurality of friction members 36 and 37 expand with a tendency to increase the respective curvature radii, and the friction contact area between the plurality of friction members 36 and 37 and the outer peripheral portions of the plurality of pinion gears 93 and 94 and The friction force decreases. Therefore, the temperature of the lubricating oil inside the housing 11 is prevented from excessively rising during continuous running, and the same effect as in the first embodiment can be obtained.

なお、上述の各実施形態においては、摩擦部材を略半円筒状としたが、半円筒状でなく
円曲面の形成角度が180度でない分割円筒状、すなわち断面が略円弧状のものであればよい。また、摩擦部材に、アルミニウム(工業用アルミ)を用いるものとしたが、同程度の線膨張係数を有する異種金属との合金でもよいし、マグネシウム、亜鉛、錫等のように線膨張係数の大きい他の材料を用いることも考えられる。
また、摩擦部材や結合摩擦部材は、ピニオンギヤの外周面と接触しない範囲内に切欠きや穴を任意の形状で設けることができる。さらに、摩擦部材の温度に応じた収縮(曲率半径の縮小方向の変形)および拡張(曲率半径の拡大方向の変形)を損なわない範囲内で、例えば耐摩耗性の表面コーティングを施したり、表面を硬化させる熱処理等を行ってもよい。摩擦部材は、形状記憶素合金やバイメタル等のように設定温度に達すると形状を変化させる素材で構成することも考えられるが、材料や作製コストの面から、線膨張係数が小歯車より大きいものがよい。
In each of the above-described embodiments, the friction member has a substantially semi-cylindrical shape. Good. Moreover, although aluminum (industrial aluminum) was used for the friction member, an alloy with a dissimilar metal having a similar linear expansion coefficient may be used, and a large linear expansion coefficient such as magnesium, zinc, tin, etc. It is conceivable to use other materials.
Further, the friction member and the coupling friction member can be provided with notches and holes in an arbitrary shape within a range that does not contact the outer peripheral surface of the pinion gear. Furthermore, within a range that does not impair shrinkage (deformation in the decreasing direction of the radius of curvature) and expansion (deformation in the increasing direction of the radius of curvature) according to the temperature of the friction member, for example, a wear-resistant surface coating is applied, or the surface is A heat treatment for curing may be performed. The friction member may be made of a material that changes its shape when it reaches a set temperature, such as a shape memory alloy or bimetal, but it has a larger linear expansion coefficient than the small gear in terms of material and manufacturing cost. Is good.

また、上述の各実施形態では、差動歯車装置を左右の車輪駆動軸としてのドライブシャフトの間に介装していたが、フロント側とリヤ側の推進軸同士の間に介装される差動歯車装置、あるいは、フロント側またはリヤ側の車輪駆動軸とリヤ側またはフロント側の推進軸との間に介装される差動歯車装置であっても、本発明を適用することができる。   Further, in each of the embodiments described above, the differential gear device is interposed between the drive shafts as the left and right wheel drive shafts. However, the difference gear device is interposed between the front and rear propulsion shafts. The present invention can also be applied to a dynamic gear device or a differential gear device interposed between a front or rear wheel drive shaft and a rear or front propulsion shaft.

以上説明したように、本発明に係る差動歯車装置は、ハウジング内の潤滑油の粘度が低いときには出力歯車の差動を増速して回転する小歯車と摩擦部材とを強く摩擦させて発熱させ、潤滑油の粘度が十分に低下する温度まで潤滑油を早期に昇温させるようにしているので、簡素な構成で低温時に潤滑油の昇温速度を速めて潤滑油の粘度を早期に低下させることができる低コストの差動歯車装置を提供することができ、車両の燃費を向上させることができるという効果を奏するものであり、差動歯車装置、特に車両用のトルク感応型のリミテッドスリップディファレンシャル装置に好適な差動歯車装置全般に有用である。   As described above, when the viscosity of the lubricating oil in the housing is low, the differential gear device according to the present invention generates heat by strongly rubbing the rotating small gear and the friction member by increasing the differential of the output gear. Since the temperature of the lubricating oil is increased to a temperature at which the viscosity of the lubricating oil is sufficiently reduced, the temperature of the lubricating oil is increased at a low temperature with a simple configuration, and the viscosity of the lubricating oil is decreased at an early stage. It is possible to provide a low-cost differential gear device that can be improved, and to improve the fuel efficiency of the vehicle. The differential gear device, particularly a torque-sensitive limited slip for a vehicle, is provided. This is useful for all differential gear devices suitable for differential devices.

10、40、70 差動歯車装置
11、41、71 ハウジング
12、42 リングギヤ
21、22、51、52 サイドギヤ(出力歯車)
21a、22a、51a、52a スプライン歯部
21t、22t、23t、24 噛合歯
23、24、93、94 ピニオンギヤ(小歯車、小歯車対)
23a、24a 短歯車部
23b、24b 長歯車部
23c、24c 中間連結部
23e、24e 外周面
31、32 環状保持部
33、34、63、64、74 凹状保持部
35、65 結合摩擦部材
36、37、66、67、86 摩擦部材
44、45 ケース部材
46 外壁ブロック
53、54 ウォームホイール軸(小歯車、小歯車対)
53s スパーギヤ部分
53w ウォームホイール部分
61a、61b、62a、62b、75、76、77a、77b スラストワッシャ
72 キャリア部材
81 インターナルリングギヤ(一方側の出力歯車)
81b、82a スプライン歯部
82 サンギヤ(他方側の出力歯車)
83 プラネタリピニオンギヤ(小歯車)
93a 第1歯車部
93b 第2歯車部
93c 中間連結部
94 ピニオンギヤ
94a 一端部
94b 他端部
D1、D2 ドライブシャフト(車輪駆動軸)
Fi1、Fi2、Fi3、Fi4 締め代
r1 曲率半径
10, 40, 70 Differential gear unit 11, 41, 71 Housing 12, 42 Ring gear 21, 22, 51, 52 Side gear (output gear)
21a, 22a, 51a, 52a Spline teeth 21t, 22t, 23t, 24 meshing teeth 23, 24, 93, 94 Pinion gear (small gear, small gear pair)
23a, 24a Short gear part 23b, 24b Long gear part 23c, 24c Intermediate coupling part 23e, 24e Outer peripheral surface 31, 32 Annular holding part 33, 34, 63, 64, 74 Concave holding part 35, 65 Coupling friction member 36, 37 , 66, 67, 86 Friction member 44, 45 Case member 46 Outer wall block 53, 54 Worm wheel shaft (small gear, small gear pair)
53s Spur gear portion 53w Worm wheel portion 61a, 61b, 62a, 62b, 75, 76, 77a, 77b Thrust washer 72 Carrier member 81 Internal ring gear (one side output gear)
81b, 82a Spline tooth portion 82 Sun gear (the other side output gear)
83 Planetary pinion gear (small gear)
93a First gear portion 93b Second gear portion 93c Intermediate connection portion 94 Pinion gear 94a One end portion 94b Other end portion D1, D2 Drive shaft (wheel drive shaft)
Fi1, Fi2, Fi3, Fi4 Tightening margin r1 Curvature radius

Claims (8)

ハウジングと、前記ハウジングの内部に回転中心軸線方向の一方側および他方側に位置するよう回転可能に保持された一方側および他方側の出力歯車と、前記一方側および他方側の出力歯車の間に介在するよう前記ハウジングの内部に回転可能に保持された少なくとも1つの小歯車と、を備えた差動歯車装置であって、
前記ハウジングに前記小歯車を回転可能に保持する少なくとも1つの凹状保持部が設けられるとともに、
前記凹状保持部と前記小歯車との間に、前記小歯車よりも線膨張係数が大きい素材からなり、前記小歯車の外周面に沿う分割円筒状に形成された少なくとも1つの摩擦部材が設けられていることを特徴とする差動歯車装置。
A housing, an output gear on one side and the other side rotatably held inside the housing so as to be positioned on one side and the other side in the rotation center axis direction, and the output gear on the one side and the other side A differential gear device comprising: at least one small gear rotatably held inside the housing to intervene,
The housing is provided with at least one concave holding portion for rotatably holding the small gear,
Between the concave holding portion and the small gear, there is provided at least one friction member made of a material having a larger linear expansion coefficient than the small gear and formed in a divided cylindrical shape along the outer peripheral surface of the small gear. A differential gear device characterized by that.
前記摩擦部材は、前記小歯車の外周面に対し、低温時には曲率半径を縮小させる一方、高温時には曲率半径を拡大させるように配置されていることを特徴とする請求項1に記載の差動歯車装置。   2. The differential gear according to claim 1, wherein the friction member is disposed so as to reduce a radius of curvature when the temperature is low, while increasing a radius of curvature when the temperature is high, with respect to the outer peripheral surface of the small gear. apparatus. 前記摩擦部材は、少なくとも曲率円周方向の中央部で前記凹状保持部と前記小歯車との間に予め設定された締め代をもって嵌入されていることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の差動歯車装置。   The friction member is inserted at a central portion in the circumferential direction of curvature at least between the concave holding portion and the small gear with a predetermined tightening allowance. The differential gear device described. 前記一方側および他方側の出力歯車が、一対の外歯歯車で構成され、
前記少なくとも1つの小歯車が、軸方向の一部で前記一方側および他方側の出力歯車に噛合するようそれぞれ前記ハウジングの内部に回転可能に保持されるとともに軸方向の残部で互いに噛合する小歯車対を含み、
前記ハウジングの前記少なくとも1つの凹状保持部および前記少なくとも1つの摩擦部材が、前記小歯車対に対応する一対の凹状保持部および一対の摩擦部材を含むことを特徴とする請求項1ないし請求項3のうちいずれか1の請求項に記載の差動歯車装置。
The output gear on the one side and the other side is composed of a pair of external gears,
The at least one small gear is rotatably held inside the housing so as to mesh with the output gears on the one side and the other side in a part of the axial direction, and the small gears mesh with each other at the remaining portion in the axial direction. Including pairs,
4. The at least one concave holding portion and the at least one friction member of the housing include a pair of concave holding portions and a pair of friction members corresponding to the small gear pair. The differential gear device according to claim 1.
前記一対の摩擦部材が前記小歯車対の噛合部近傍で一体に結合された結合摩擦部材として構成され、
前記結合摩擦部材が、前記一対の摩擦部材の結合部付近で前記ハウジングに係合するとともに、前記一対の摩擦部材の内面部で前記小歯車対に係合していることを特徴とする請求項4に記載の差動歯車装置。
The pair of friction members is configured as a coupled friction member integrally coupled in the vicinity of the meshing portion of the small gear pair,
The coupling friction member is engaged with the housing in the vicinity of a coupling portion of the pair of friction members, and is engaged with the pair of small gears at an inner surface portion of the pair of friction members. 5. The differential gear device according to 4.
前記一対の小歯車が、前記一方側および他方側の出力歯車の周りに前記出力歯車に対し平行に配置されていることを特徴とする請求項4または請求項5に記載の差動歯車装置。   6. The differential gear device according to claim 4, wherein the pair of small gears are arranged in parallel to the output gear around the output gear on the one side and the other side. 前記一対の小歯車が、前記一方側および他方側の出力歯車に対し直交する軸線回りに回転することを特徴とする請求項4または請求項5に記載の差動歯車装置。   6. The differential gear device according to claim 4, wherein the pair of small gears rotate about an axis perpendicular to the output gears on the one side and the other side. 前記一方側および他方側の出力歯車が、前記ハウジングの内部に回転可能に収納されたインターナルリングギヤと、前記ハウジングの内部に回転可能に収納されたサンギヤとによって構成され、
前記小歯車が、前記ハウジングに固定して設けられたキャリアに回転可能に保持されるとともに、前記内歯歯車および前記太陽歯車に噛合するプラネタリピニオンギヤによって構成され、
前記凹状保持部が、前記キャリアに設けられていることを特徴とする請求項1ないし請求項3のうちいずれか1の請求項に記載の差動歯車装置。
The output gears on the one side and the other side are constituted by an internal ring gear rotatably accommodated in the housing and a sun gear rotatably accommodated in the housing,
The small gear is constituted by a planetary pinion gear that is rotatably held by a carrier fixed to the housing and meshes with the internal gear and the sun gear,
The differential gear device according to any one of claims 1 to 3, wherein the concave holding portion is provided on the carrier.
JP2009253176A 2009-11-04 2009-11-04 Differential gear unit Pending JP2011099479A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2009253176A JP2011099479A (en) 2009-11-04 2009-11-04 Differential gear unit

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2009253176A JP2011099479A (en) 2009-11-04 2009-11-04 Differential gear unit

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2011099479A true JP2011099479A (en) 2011-05-19

Family

ID=44190826

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2009253176A Pending JP2011099479A (en) 2009-11-04 2009-11-04 Differential gear unit

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2011099479A (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2013156282A1 (en) * 2012-04-19 2013-10-24 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Planetary gearbox comprising a planet carrier and bearing ring that have a collar oriented towards a sun gear
DE102015204202A1 (en) * 2015-03-10 2016-09-15 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Wear protection sleeve for a differential housing
KR20220077377A (en) * 2020-12-02 2022-06-09 주식회사 재성테크 Integral carrier system with planetary gear reducer and planetary gear differential

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2013156282A1 (en) * 2012-04-19 2013-10-24 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Planetary gearbox comprising a planet carrier and bearing ring that have a collar oriented towards a sun gear
DE102015204202A1 (en) * 2015-03-10 2016-09-15 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Wear protection sleeve for a differential housing
KR20220077377A (en) * 2020-12-02 2022-06-09 주식회사 재성테크 Integral carrier system with planetary gear reducer and planetary gear differential
KR102615940B1 (en) * 2020-12-02 2023-12-20 주식회사 재성테크 Integral carrier system with planetary gear reducer and planetary gear differential

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8435149B2 (en) Reduction gear device
KR100945192B1 (en) A transmission device for converting a torque
US10443657B2 (en) Power transmission device for vehicle
JP5156961B2 (en) Reduction gear
US9435399B2 (en) Reduction gear
KR20090059119A (en) Eccentric oscillating reduction gear and stabilizer shaft rotating device using eccentric oscillating reduction gear
JP2012529606A5 (en)
US20070202986A1 (en) Roller bearing for planetary gear mechanism
WO2013024676A1 (en) Planetary gear device
JP2011099479A (en) Differential gear unit
JPH09329202A (en) Inner roller and outer roller of internal contact engagement planetary gear structure and manufacture thereof
JP2012137113A (en) Shaft device
JP5012438B2 (en) Needle roller bearing
JP4228869B2 (en) Differential gear device for vehicle
JP2013170674A (en) Power transmission device and method of assembling the same
JP2011093485A (en) Electric power steering device
JP2005076810A (en) Retainer for needle bearing and needle bearing
US6960151B2 (en) Toroidal continuously variable transmission
JP2008185191A (en) Rolling bearing device
JP2009257393A (en) Power transmission shaft
JP6494949B2 (en) Power transmission device for hybrid vehicle
JP6260737B2 (en) Final drive device
JP2009204089A (en) Cage for needle roller bearing, and needle roller bearing
US8021258B2 (en) Axle assembly having mechanism for circulating lubricating fluid to wheel ends
JP6520415B2 (en) Toroidal type continuously variable transmission