JP2013104516A - ディファレンシャル装置 - Google Patents

Abstract

【課題】静粛性を悪化させることなく、低価格化に貢献できるディファレンシャル装置を提供する。
【解決手段】ディファレンシャル装置は、入力軸に接続されるドライブピニオン２１と、ドライブピニオンに噛み合うように配置されたリングギヤ２２と、リングギヤによって直接回転駆動されるように、その両端がリングギヤの内径面に形成された被係合部２２ａに係止する係合部２３ａを有するピニオンシャフト２３と、ピニオンシャフトに回転自在に保持された一対のデフピニオン２４と、一対のデフピニオンに噛み合うように配置され、左右の出力軸に接続される一対のサイドギヤと、一対のデフピニオンおよび一対のサイドギヤを収容すると共に、ピニオンシャフトを貫通させているデフケースとを備える。
【選択図】図３

Description

この発明は、自動車の左右の駆動輪に差動を与えて曲がりやすくするためのディファレンシャル装置に関するものである。

従来のディファレンシャル装置の一例を図１に示す。図示した構造のディファレンシャル装置は、例えば、特開平８−７４９６７号公報（特許文献１）や特開平９−２２９１６７号公報（特許文献２）に開示されている。

図１を参照して、従来のディファレンシャル装置の構造を説明する。ディファレンシャル装置は、入力軸（プロペラシャフト）に接続されたドライブピニオン１と、ドライブピニオン１に噛み合うように配置されたリングギヤ２と、リングギヤの背面にボルト３を介して固定されたデフケース４と、デフケース４に保持されたピニオンシャフト５と、ピニオンシャフト５に回転自在に保持された一対のデフピニオン６と、一対のデフピニオン６に噛み合うように配置され、左右の出力軸に接続された一対のサイドギヤ７とを備える。

デフケース４は、転がり軸受８，９を介してデフキャリア１０に回転可能に支持されている。ピニオンシャフト５、一対のデフピニオン６および一対のサイドギヤ７は、デフケース４内に収容される。

従来のディファレンシャル装置においては、入力軸からの駆動力は、ドライブピニオン１、リングギヤ２、ボルト３、デフケース４、ピニオンシャフト５、デフピニオン６、サイドギヤ７、出力軸へと順に伝わる。リングギヤ２の回転をデフケース４に確実に伝達するために、リングギヤ２とデフケース４とはボルト３を介して強固に締結固定されて一体化されている。自動車の直進状態では、一対のデフピニオン６は自転せずに公転運動だけを行うので、一対のサイドギヤ７は同方向に同速度で回転する。自動車の進行方向を変更する際には、左右のサイドピニオン７に回転差が生じ、一対のデフピニオン６が自転運動を行うので、回転差を吸収してコーナリングをスムーズに行うことができる。

特開平８−７４９６７号公報 特開平９−２２９１６７号公報

従来のディファレンシャル装置では、リングギヤ２の回転駆動力をデフケース４に伝えるために、リングギヤ２とデフケース４とをボルト３によって強固に締結固定している。図２の（ａ）はリングギヤ２の平面図を示し、（ｂ）は線Ｂ−Ｂに沿って見た断面図を示している。デフケース４とリングギヤ２とを締結固定するためのボルト３を受け入れるために、リングギヤ２の背面には、円周方向等間隔に６個のボルト穴１１が形成されている。このボルト穴加工は、リングギヤ２の熱処理前に行われる。

図２（ｂ）から明らかなように、ボルト穴１１が形成されている部分における歯部背面の肉厚ｔは、ボルト穴が形成されていない部分における歯部背面の肉厚に比べてかなり小さくなっている。ボルト穴１１が形成されていない部分では歯部背面の肉厚が大きいので剛性が高いのに対し、ボルト穴１１が形成された部分では歯部背面の肉厚が小さいので剛性が低い。このように歯部背面のボルト穴の有無による剛性差があると、熱処理後の歪みの大きさも不均一になる。すなわち、熱処理歪みによる歯面誤差のバラツキが大きくなる。

従来、上記の歯面誤差を修正して噛み合い時の振動を低減するために、リングギヤ２およびそれに噛み合うドライブピニオン１に対して、歯面摺り合わせや歯面研磨等の歯面誤差修正工程を実施しているが、かかる工程は製造原価を上げてしまう。近年、自動車に対する静粛性のニーズと共に低価格化のニーズも高まってきているので、製造原価を下げることも重要である。

本発明の目的は、静粛性を低下させることなく、低価格化に貢献できるディファレンシャル装置を提供することである。

本発明に従ったディファレンシャル装置は、入力軸に接続されるドライブピニオンと、このドライブピニオンに噛み合うように配置されたリングギヤと、リングギヤによって直接回転駆動されるように、その両端がリングギヤの内径面に形成された被係合部に係止する係合部を有するピニオンシャフトと、ピニオンシャフトに回転自在に保持された一対のデフピニオンと、一対のデフピニオンに噛み合うように配置され、左右の出力軸に接続される一対のサイドギヤと、一対のデフピニオンおよび前記一対のサイドギヤを収容すると共に、ピニオンシャフトを貫通させているデフケースとを備える。

上記構成の本発明によれば、リングギヤの回転駆動力がデフケースを介さずにピニオンシャフトに直接伝達されるので、リングギヤとデフケースとを強固に締結固定するためのボルトを無くすことができる。したがって、リングギヤにボルト穴を形成する必要がなく、ギヤ背面の肉厚を円周方向に亘って均一にして、歯面の熱処理歪みのバラツキを低減できる。その結果、熱処理後の歯面誤差修正工程を廃止して、製造原価の低減を図ることができる。

一つの実施形態では、上記の被係合部は、リングギヤの内径面に形成された軸方向溝であり、係合部は、ピニオンシャフトの両端部に形成された板状部である。締結ボルト廃止によるリングギヤの浮き方向モーメントを抑えるために、好ましくは、リングギヤとデフケースとを、ボルトを介さない締結嵌合によって固定する。

リンギギヤにボルト穴を形成する必要が無いので、好ましくは、熱処理歪みのバラツキをより小さくするために、リングギヤの歯部から背面に至るまでの肉厚を同一円周上で均等にする。また、ボルト穴を廃止したことにより、リングギヤの形状を薄肉化して、軽量化を図るとともに、素材費を低減することができる。一つの実施形態では、リングギヤの歯部の背面形状を、内径部分を残して、外径部分および背面部分をそぎ落した形状にする。

以上のように、本発明によれば、静粛性を悪化させることなく、低価格化に貢献できるディファレンシャル装置を提供することができる。

従来のディファレンシャル装置の断面図である。 従来のリングギヤを示す図であり、（ａ）は平面図を示し、（ｂ）は線Ｂ−Ｂに沿った断面図を示している。 本発明の一実施形態に係るディファレンシャル装置の断面図である。 リングギヤの平面図である。 ピニオンシャフトの斜視図である。 リングギヤの縦断面図である。

図３に示すディファレンシャル装置は、入力軸（プロペラシャフト）に接続されるドライブピニオン２１と、ドライブピニオン２１の歯部に噛み合う歯部を有するリングギヤ２２と、リングギヤ２２によって直接回転駆動されるピニオンシャフト２３と、ピニオンシャフト２３に回転自在に保持された一対のデフピニオン２４と、一対のデフピニオン２４に噛み合うように配置され、左右の出力軸（図示を省略）に接続される一対のサイドギヤ２５と、一対のデフピニオン２４および一対のサイドギヤ２５を収容するとともに、ピニオンシャフト２３を貫通させているデフケース２６とを備える。デフケース２６は、転がり軸受２７，２８を介してデフキャリア２９に回転可能に支持されている。

リングギヤ２２の回転駆動力を、デフケース２６を介さずに、直接ピニオンシャフト２３に伝達するために、リングギヤ２２の内径面には被係合部が形成され、ピニオンシャフト２３の両端部には上記被係合部に係止する係合部が形成されている。具体的には、図４に示すように、リングギヤ２２の内径面には、回転軸線方向に延びる２個の軸方向溝２２ａが形成されている。この２個の軸方向溝２２ａは、１８０度離れた位置に設けられる。なお、図４では、リングギヤ２２の歯部の図示を省略している。

図５に示すように、断面形状が円形のピニオンシャフト２３の両端部には、平行な壁面を持つ板状部２３ａが形成されている。板状部２３ａの厚みは、リングギヤ２２の軸方向溝２２ａの溝幅と同じか、それよりもわずかに小さい。ピニオンシャフト２３の板状部２３ａがリングギヤ２２の軸方向溝２２ａに嵌って係止することにより、リングギヤ２２の回転駆動力が直接ピニオンシャフト２３に伝達される。その結果、リングギヤ２２とピニオンシャフト２３とは、一体となって回転する。

本発明の実施形態の特徴は、リングギヤ２２の回転駆動力を直接ピニオンシャフト２３に伝達するように構成することによって、リングギヤ２２とデフケース２６とを締結固定するためのボルトを廃止したことである。デフケース２６は駆動力伝達のための要素ではないので、リングギヤ２２とデフケース２６とを必ずしも強固に連結固定する必要はない。しかしながら、リングギヤ２２の浮き方向モーメントを抑えるために、図３に示した好ましい実施形態では、デフケース２６の外周面をリングギヤ２２の内径面に圧入等の締結嵌合によって、リングギヤ２２の浮き上がりを防止している。

図３に示した実施形態に係るディファレンシャル装置においては、入力軸からの駆動力は、ドライブピニオン２１、リングギヤ２２、ピニオンシャフト２３、一対のデフピニオン２４、一対のサイドギヤ２５、出力軸へと順に伝わる。自動車の直進状態では、一対のデフピニオン２４は自転せずに公転運動だけを行うので、一対のサイドギヤ２５は同方向に同速度で回転する。自動車の進行方向を変更する際には、左右のサイドギヤ２５に回転差が生じ、一対のデフピニオン２４が自転運動を行うので、回転差を吸収してコーナリングをスムーズに行うことができる。

図６に示すように、リングギヤ２２にはボルト穴が形成されていないので、リングギヤ２２の歯部の背面側の形状は円周方向に亘って均一である。熱処理歪みのバラツキをより小さくするために、リングギヤ２２の歯部から背面に至るまでの肉厚を円周方向で均等にするのが望ましい。また、図６において想像線で示すように、ボルト穴が無いので、リングギヤ２２の内径部分を残して、背面側の外径部分２２ｂおよび背面部分２２ｃをそぎ落とすことにより、軽量化を実現できる。

本発明の実施形態では、リングギヤの回転駆動力をデフケースを介さずに直接ピニオンシャフトに伝達するようにしているので、以下に記載するような利点を得ることができる。

（ア）リングギヤに対するボルト穴加工を廃止し、リングギヤの歯部の背面側における部分の円周方向の剛性差を無くして、熱処理歪みを低減できる。

（イ）歯面誤差を抑えられるので、熱処理後の歯面精度修正工程を廃止して、製造原価を低減できる。

（ウ）リングギヤに対するボルト穴加工を廃止することにより、加工費を低減できる。

（エ）リングギヤにボルト穴を形成しないので、素材形状を薄肉化して、軽量化を図るとともに、素材費を低減できる。

（オ）デフケースに対するボルト穴加工を廃止することにより、加工費を低減できる。

（カ）デフケースにボルト穴を形成する必要が無いので、ボルト座面を廃止して、軽量化および素材費低減を図ることができる。

（キ）デフケースが駆動力伝達部材とはならないので、デフケースの薄肉化、軽量化、素材費低減を図ることができる。

（ク）リングギヤとデフケースとを締結固定するためのボルトを廃止したので、部品点数を少なくし、部品費を低減できる。

（ケ）リングギヤとデフケースとをボルトによって締結する作業が無くなるので、組立工数を少なして、組立費を低減できる。

以上、図面を参照してこの発明の実施形態を説明したが、この発明は、図示した実施形態のものに限定されない。図示した実施形態に対して、この発明と同一の範囲内において、あるいは均等の範囲内において、種々の修正や変形を加えることが可能である。

本発明は、静粛性を維持しながら低価格化を実現できるディファレンシャル装置として有利に利用され得る。

１ ドライブピニオン、２ リングギヤ、３ ボルト、４ デフケース、５ ピニオンシャフト、６ デフピニオン、７ サイドギヤ、８，９ 転がり軸受、１０ デフキャリア、１１ ボルト穴、２１ ドライブピニオン、２２ リングギヤ、２２ａ 軸方向溝、２２ｂ 外径部分、２２ｃ 背面部分、２３ ピニオンシャフト、２３ａ板状部、２４ デフピニオン、２５ サイドギヤ、２６ デフケース、２７，２８ 転がり軸受、２９ デフキャリア。

Claims (5)

1. 入力軸に接続されるドライブピニオンと、
   前記ドライブピニオンに噛み合うように配置されたリングギヤと、
   前記リングギヤによって直接回転駆動されるように、その両端が前記リングギヤの内径面に形成された被係合部に係止する係合部を有するピニオンシャフトと、
   前記ピニオンシャフトに回転自在に保持された一対のデフピニオンと、
   前記一対のデフピニオンに噛み合うように配置され、左右の出力軸に接続される一対のサイドギヤと、
   前記一対のデフピニオンおよび前記一対のサイドギヤを収容すると共に、前記ピニオンシャフトを貫通させているデフケースとを備える、ディファレンシャル装置。
2. 前記被係合部は、前記リングギヤの内径面に形成された軸方向溝であり、
   前記係合部は、前記ピニオンシャフトの両端部に形成された板状部である、請求項１に記載のディファレンシャル装置。
3. 前記リングギヤと前記デフケースとは、ボルトを介さない締結嵌合によって固定されている、請求項１または２に記載のディファレンシャル装置。
4. 前記リングギヤの歯部から背面に至るまでの肉厚は、同一円周上で均等である、請求項１〜３のいずれかに記載のディファレンシャル装置。
5. 前記リングギヤの歯部の背面形状は、内径部分を残して、外径部分および背面部分をそぎ落した形状である、請求項１〜４のいずれかに記載のディファレンシャル装置。
   

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