JP2013228047A

JP2013228047A - デファレンシャルギヤ

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Inventors: Yoshihiko Inukai; 佳彦犬飼; Hirochika Ishikawa; 博規石川
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Abstract

【課題】ピニオンギヤおよびサイドギヤの強度を向上させつつデファレンシャルギヤのコンパクト化を図る。
【解決手段】ピニオンギヤ５１は歯数９のすぐばかさ歯車であると共に、サイドギヤ５２は歯数１３のすぐばかさ歯車であり、デファレンシャルギヤ５０は、ピニオンギヤ５１の円錐距離を“Ｒ”、モジュールを“Ｍ”、全歯丈を“ｈ”、ピニオンギヤ５１の外周半径を“Ｒｐ”、サイドギヤ５２の歯底円錐角を“θ”、ピニオンギヤ５１の径方向における外端部５１ｓとサイドギヤ５２のスカート部５２ｓとのクリアランスを“ＣＬ”、スカート部５２ｓの厚みを“Ｓｔ”、組付距離を“ＭＤ＝Ｒｐ＋ＣＬ＋Ｓｔ”、扁平率を“Ｆ＝（Ｒ−ＭＤ）／Ｒ”としたときに、０．２８≦Ｆ≦０．３１、ＭＤ≧Ｒ×ｃｏｓ（θ）、Ｓｔ／Ｍ≧０．５３４、０．０２５≦ＣＬ／Ｍ≦０．０３８、およびｈ／Ｍ≧２を満たすように構成される。
【選択図】図４

Description

本発明は、一対のピニオンギヤと、それぞれ一対のピニオンギヤに直角に噛合する一対のサイドギヤとを有する車両用のデファレンシャルギヤに関する。

従来、この種のデファレンシャルギヤとして、ストレートベベルギヤよりなる一対のピニオンギヤと一対のサイドギヤとを噛み合わせたデファレンシャルギヤが知られている（例えば、特許文献１参照）。このデファレンシャルギヤを構成するピニオンギヤの歯数は１０であり、サイドギヤの歯数は１４である。そして、このデファレンシャルギヤは、ピニオンギヤおよびサイドギヤの歯先の延長線がピニオンギヤおよびサイドギヤの軸線の交点を通るように構成されている。これにより、ピニオンギヤおよびサイドギヤの噛合開始時および噛合終了時における同時噛合線の長さがストレートベベルギヤの大径端部から小径端部までの全領域に広げられることから、噛合荷重が大径端部の近傍のみに集中することが抑制される。

特開２００５−４８９０３号公報

上記従来のデファレンシャルギヤにおいて、各ピニオンギヤおよび各サイドギヤの強度が不足するような場合には、更に一対のピニオンギヤを各サイドギヤと噛み合わせることが考えられる。しかしながら、このようにピニオンギヤを追加した場合、デファレンシャルギヤの重量や部品点数の増加を招いてしまう。一方、ピニオンギヤおよびサイドギヤの歯数を減らして各ギヤの一つ一つの歯を大きくすることで各ギヤの強度を向上させることができる。しかしながら、ピニオンギヤおよびサイドギヤの歯数を減らした場合、歯数比に応じてピニオンギヤやサイドギヤの基準円錐角や円錐距離が変化することから、ピニオンギヤやサイドギヤを収容するデフケースを大型化する必要が生じてしまうおそれがある。特に、トランスミッションケースとの干渉を避けるために車幅方向におけるスペース上の制約が大きくなる前輪駆動車両用のデファレンシャルギヤでは、ピニオンギヤおよびサイドギヤの歯数を減らしたことによりピニオンギヤの基準円錐角が増加する一方でサイドギヤの基準円錐角が減少すると、サイドギヤの強度を確保しつつ車幅方向におけるデファレンシャルギヤの寸法増加を抑制することが難しくなる。

そこで、本発明は、ピニオンギヤおよびサイドギヤの強度を向上させつつ、デファレンシャルギヤのコンパクト化を図ることを主目的とする。

本発明によるデファレンシャルギヤは、上記主目的を達成するために以下の手段を採っている。

本発明によるデファレンシャルギヤは、
一対のピニオンギヤと、それぞれ前記一対のピニオンギヤに直角に噛合する一対のサイドギヤとを有する車両用のデファレンシャルギヤにおいて、
前記ピニオンギヤは、歯数９のすぐばかさ歯車であると共に、前記サイドギヤは、歯数１３のすぐばかさ歯車であり、
前記ピニオンギヤの円錐距離を“Ｒ”とし、
前記ピニオンギヤおよび前記サイドギヤのモジュールを“Ｍ”とし、
前記ピニオンギヤおよび前記サイドギヤの全歯丈を“ｈ”とし、
前記ピニオンギヤの外周半径を“Ｒｐ”とし、
前記サイドギヤの歯底円錐角を“θ”とし、
前記ピニオンギヤの径方向における外端部と、前記外端部と対向する前記サイドギヤのスカート部とのクリアランスを“ＣＬ”とし、
前記スカート部の厚みを“Ｓｔ”とし、
組付距離を“ＭＤ＝Ｒｐ＋ＣＬ＋Ｓｔ”とし、
扁平率を“Ｆ＝（Ｒ−ＭＤ）／Ｒ”としたときに（ただし、モジュールおよび寸法の単位は“ｍｍ”である）、
０．２８≦Ｆ≦０．３１、
ＭＤ≧Ｒ×ｃｏｓ（θ）、
Ｓｔ／Ｍ≧０．５３４、
０．０２５≦ＣＬ／Ｍ≦０．０３８、および
ｈ／Ｍ≧２
を満たすことを特徴とする。

このデファレンシャルギヤは、歯数９のすぐばかさ歯車である２つのピニオンギヤと、歯数１３のすぐばかさ歯車である２つのサイドギヤとを直角に噛み合わせたものである。そして、このデファレンシャルギヤは、０．２８≦Ｆ＝（Ｒ−ＭＤ）／Ｒ≦０．３１、ＭＤ＝Ｒｐ＋ＣＬ＋Ｓｔ≧Ｒ×ｃｏｓ（θ）、Ｓｔ／Ｍ≧０．５３４、０．０２５≦ＣＬ／Ｍ≦０．０３８、およびｈ／Ｍ≧２を満たすように構成される。ただし、“Ｒ”は、ピニオンギヤの円錐距離、すなわちピニオンギヤの回転中心軸とサイドギヤの回転中心軸との交点からピニオンギヤのピッチ線上における最外端までの距離であり、“Ｍ”は、ピニオンギヤおよびサイドギヤのモジュール、すなわち上記大端面でのモジュール（Ｍ＝２×Ｒ×ｓｉｎ（φ）／ｚｓ，ただし、“φ”はサイドギヤの基準円錐角であり、“ｚｓ”はサイドギヤの歯数である）であり、“ｈ”は、ピニオンギヤおよびサイドギヤの全歯丈、すなわちピニオンギヤのピッチ線上における最外端でのピニオンギヤおよびサイドギヤの全歯丈であり、“Ｒｐ”は、ピニオンギヤの外周半径、すなわちピニオンギヤの回転中心軸から当該ピニオンギヤの径方向における外端部（径方向における最外端）までの距離であり、“θ”は、サイドギヤの歯底円錐角であり、“ＣＬ”は、ピニオンギヤの径方向における外端部と当該外端部と対向するサイドギヤのスカート部とのクリアランスであり、“Ｓｔ”は、スカート部の厚みである。

ここで、扁平率Ｆは、本発明者らによって定義されたデファレンシャルギヤの車幅方向におけるサイズを評価するための指標であり、組付距離ＭＤすなわち車幅方向（サイドギヤの軸方向）におけるデファレンシャルギヤの寸法が小さい程、大きくなるものである。そして、扁平率Ｆを０．２８〜０．３１の範囲内の値とすることで、ピニオンギヤおよびサイドギヤの強度を向上させつつ、デファレンシャルギヤのコンパクト化、すなわちサイドギヤの軸方向におけるコンパクト化を図ることが可能となる。更に、扁平率Ｆを０．２８〜０．３１の範囲内の値としつつ、組付距離ＭＤ≧円錐距離Ｒ×ｃｏｓ（θ）を満たすようにデファレンシャルギヤを構成することで、サイドギヤの歯元角（φ−θ）すなわちピニオンギヤのデデンダムをある程度大きくし、それにより、ピニオンギヤの径方向における外端部の軸方向長さ、すなわちピニオンギヤの径方向における外端部と対向するサイドギヤのスカート部の径方向長さが大きくなるのを抑制し、スカート部の剛性をより良好に確保することができる。加えて、Ｓｔ／Ｍ≧０．５３４、０．０２５≦ＣＬ／Ｍ≦０．０３８、およびｈ／Ｍ≧２を満たすようにデファレンシャルギヤを構成することで、クリアランスＣＬやピニオンギヤおよびサイドギヤの全歯丈ｈを実用上充分に確保してピニオンギヤとサイドギヤとの良好な噛み合いを実現すると共にスカート部の剛性を充分に確保し、ピニオンギヤとサイドギヤとが噛み合う際の応力によるサイドギヤの歯元の変形を抑えてサイドギヤひいてはデファレンシャルギヤの強度を良好に確保することが可能となる。

また、前記デファレンシャルギヤは、前記サイドギヤの基準円錐角を“φ”とし、前記ピニオンギヤのアデンダムを“Ａｐ”とし、前記サイドギヤのアデンダムを“Ａｓ”としたときに、Ｒｐ≧Ｒ×ｃｏｓ（φ）＋（Ａｐ／２−Ａｓ／２）×ｓｉｎ（φ）を満たすものであってもよい。これにより、ピニオンギヤの外周半径Ｒｐは、ピニオンギヤの回転中心軸と、ピニオンギヤとサイドギヤとの噛み合い有効歯丈（Ａｐ＋Ａｓ）の１／２の点との距離以上になり、ピニオンギヤの径方向における外端部が当該噛み合い有効歯丈（Ａｐ＋Ａｓ）の１／２の点と交わるか、あるいは、噛み合い有効歯丈（Ａｐ＋Ａｓ）の１／２の点よりも外側に位置することになる。この結果、ピニオンギヤの径方向における外端部の軸方向長さ、すなわち当該ピニオンギヤの径方向における外端部と対向するサイドギヤのスカート部の径方向長さが大きくなるのを抑制し、スカート部の剛性をより一層良好に確保することが可能となる。

そして、前記デファレンシャルギヤは、前輪駆動車両用の変速機の出力軸にギヤ列を介して連結されるものであってもよい。すなわち、本発明によるデファレンシャルギヤは、ピニオンギヤおよびサイドギヤの強度を向上させつつサイドギヤの軸方向におけるコンパクト化を図ることができるものであることから、特に車幅方向すなわちサイドギヤの軸方向におけるスペース上の制約が大きくなる前輪駆動車両に極めて好適なものである。

本発明の実施例に係るデファレンシャルギヤ５０を含む動力伝達装置２０の概略構成図である。動力伝達装置２０に含まれる自動変速機２５の各変速段とクラッチおよびブレーキの作動状態との関係を表す作動表である。デファレンシャルギヤ５０を示す断面図である。デファレンシャルギヤ５０の構成を説明するための模式図である。実施例に係るデファレンシャルギヤ５０、変形例に係るデファレンシャルギヤ５０Ｂ、および比較例１〜５に係るデファレンシャルギヤの諸元を示す図表である。実施例に係るデファレンシャルギヤ５０、変形例に係るデファレンシャルギヤ５０Ｂ、比較例１および３についての強度試験の結果を示す図表である。

次に、本発明を実施するための形態を実施例を用いて説明する。

図１は、本発明の実施例に係るデファレンシャルギヤ５０を含む動力伝達装置２０の概略構成図である。同図に示す動力伝達装置２０は、前輪駆動車両に搭載される図示しないエンジンのクランクシャフトに接続されると共にエンジンからの動力を図示しない左右の駆動輪（前輪）ＤＷに伝達可能なものである。図示するように、動力伝達装置２０は、トランスミッションケース２２や、当該トランスミッションケース２２の内部に収容される流体伝動装置（トルクコンバータ）２３、オイルポンプ２４、自動変速機２５、ギヤ機構（ギヤ列）４０、デファレンシャルギヤ（差動機構）５０等を含む。

流体伝動装置２３は、エンジンのクランクシャフトに接続される入力側のポンプインペラ２３ｐや、自動変速機２５の入力軸２６に接続された出力側のタービンランナ２３ｔ、ポンプインペラ２３ｐおよびタービンランナ２３ｔの内側に配置されてタービンランナ２３ｔからポンプインペラ２３ｐへの作動油の流れを整流するステータ２３ｓ、ステータ２３ｓの回転方向を一方向に制限するワンウェイクラッチ２３ｏ、ロックアップクラッチ２３ｃ等を有するトルクコンバータとして構成される。ただし、流体伝動装置２３は、ステータ２３ｓを有さない流体継手として構成されてもよい。オイルポンプ２４は、ポンプボディとポンプカバーとからなるポンプアッセンブリと、ハブを介して流体伝動装置２３のポンプインペラ２３ｐに接続された外歯ギヤとを備えるギヤポンプとして構成されている。オイルポンプ２４は、エンジンからの動力により駆動され、図示しないオイルパンに貯留されている作動油（ＡＴＦ）を吸引して図示しない油圧制御装置へと圧送する。

自動変速機２５は、８段変速式の変速機として構成されており、図１に示すように、入力軸２６や出力軸２７に加えて、ダブルピニオン式の第１遊星歯車機構３０と、ラビニヨ式の第２遊星歯車機構３５と、入力側から出力側までの動力伝達経路を変更するための４つのクラッチＣ１，Ｃ２，Ｃ３およびＣ４、２つのブレーキＢ１およびＢ２、並びにワンウェイクラッチＦ１とを含む。自動変速機２５の出力軸２７は、中空に形成されており、ギヤ機構４０およびデファレンシャルギヤ５０、ドライブシャフト２８を介して左右の駆動輪ＤＷに連結される。

第１遊星歯車機構３０は、外歯歯車であるサンギヤ３１と、このサンギヤ３１と同心円上に配置される内歯歯車であるリングギヤ３２と、互いに噛合すると共に一方がサンギヤ３１に、他方がリングギヤ３２に噛合する２つのピニオンギヤ３３ａ，３３ｂの組を自転かつ公転自在に複数保持するプラネタリキャリア３４とを有する。図示するように、第１遊星歯車機構３０のサンギヤ３１は、トランスミッションケース２２に固定されており、第１遊星歯車機構３０のプラネタリキャリア３４は、入力軸２６に一体回転可能に接続されている。また、第１遊星歯車機構３０は、いわゆる減速ギヤとして構成されており、入力要素であるプラネタリキャリア３４に伝達された動力を減速して出力要素であるリングギヤ３２から出力する。

第２遊星歯車機構３５は、外歯歯車である第１サンギヤ３６ａおよび第２サンギヤ３６ｂと、第１および第２サンギヤ３６ａ，３６ｂと同心円上に配置される内歯歯車であるリングギヤ３７と、第１サンギヤ３６ａに噛合する複数のショートピニオンギヤ３８ａと、第２サンギヤ３６ｂおよび複数のショートピニオンギヤ３８ａに噛合すると共にリングギヤ３７に噛合する複数のロングピニオンギヤ３８ｂと、複数のショートピニオンギヤ３８ａおよび複数のロングピニオンギヤ３８ｂを自転自在（回転自在）かつ公転自在に保持するプラネタリキャリア３９とを有する。第２遊星歯車機構３５のリングギヤ３７は、出力軸２７に接続されており、第２遊星歯車機構３５のプラネタリキャリア３９は、ワンウェイクラッチＦ１を介してトランスミッションケース２２により支持される。

クラッチＣ１は、第１遊星歯車機構３０のリングギヤ３２と第２遊星歯車機構３５の第１サンギヤ３６ａとを締結すると共に両者の締結を解除することができる油圧クラッチ（摩擦係合要素）である。クラッチＣ２は、入力軸２６と第２遊星歯車機構３５のプラネタリキャリア３９とを締結すると共に両者の締結を解除することができる油圧クラッチである。クラッチＣ３は、第１遊星歯車機構３０のリングギヤ３２と第２遊星歯車機構３５の第２サンギヤ３６ｂとを締結すると共に両者の締結を解除することができる油圧クラッチである。クラッチＣ４は、第１遊星歯車機構３０のプラネタリキャリア３４と第２遊星歯車機構３５の第２サンギヤ３６ｂとを締結すると共に両者の締結を解除することができる油圧クラッチである。ブレーキＢ１は、第２遊星歯車機構３５の第２サンギヤ３６ｂをトランスミッションケース２２に回転不能に固定すると共に第２サンギヤ３６ｂのトランスミッションケース２２に対する固定を解除することができる油圧ブレーキ（摩擦係合要素）である。ブレーキＢ２は、第２遊星歯車機構３５のプラネタリキャリア３９をトランスミッションケース２２に回転不能に固定すると共にプラネタリキャリア３９のトランスミッションケース２２に対する固定を解除することができる油圧ブレーキである。

これらのクラッチＣ１〜Ｃ４、ブレーキＢ１およびＢ２は、図示しない油圧制御装置による作動油の給排を受けて動作する。図２に、自動変速機２５の各変速段とクラッチＣ１〜Ｃ４、ブレーキＢ１およびＢ２、並びにワンウェイクラッチＦ１の作動状態との関係を表した作動表を示す。自動変速機２５は、クラッチＣ１〜Ｃ４、ブレーキＢ１およびＢ２を図２の作動表に示す状態とすることで前進１〜８速の変速段と後進１速および２速の変速段とを提供する。なお、クラッチＣ１〜Ｃ４、ブレーキＢ１およびＢ２の少なくとも何れかは、ドグクラッチといった噛み合い係合要素とされてもよい。

ギヤ機構４０は、自動変速機２５の出力軸２７に固定されたカウンタドライブギヤ４１と、出力軸２７と平行に延在するカウンタシャフト４２に固定されると共にカウンタドライブギヤ４１に噛合するカウンタドリブンギヤ４３と、カウンタシャフト４２に形成（あるいは固定）されたドライブピニオンギヤ（ファイナルドライブギヤ）４４と、ドライブピニオンギヤ４４に噛合すると共にデファレンシャルギヤ５０に連結されるデフリングギヤ（ファイナルドリブンギヤ）４５とを有する。

デファレンシャルギヤ５０は、図１および図３に示すように、一対（２個）のピニオンギヤ５１と、それぞれドライブシャフト２８に固定されると共に一対のピニオンギヤ５１に直角に噛合する一対（２個）のサイドギヤ５２と、一対のピニオンギヤ５１を支持するピニオンシャフト５３と、一対のピニオンギヤ５１および一対のサイドギヤ５２を収容すると共に上述のデフリングギヤ４５が連結（固定）されるデフケース５４とを有する。実施例において、各ピニオンギヤ５１および各サイドギヤ５２は、すぐばかさ歯車として構成される。また、各サイドギヤ５２は、図３および図４に示すように、互いに隣り合う歯の間に、ピニオンギヤ５１（歯）の径方向における外端部５１ｓと対向するスカート部５２ｓを有している。更に、ピニオンギヤ５１のそれぞれとデフケース５４との間には、ピニオンワッシャ５５が配置され、サイドギヤ５２のそれぞれとデフケース５４との間には、サイドワッシャ５６が配置される。そして、デフケース５４は、図３に示すように、トランスミッションケース２２により軸受を介してドライブシャフト２８と同軸に回転自在に支持される。

ここで、上述のように構成されるデファレンシャルギヤ５０では、ピニオンギヤ５１およびサイドギヤ５２の歯数を減らして各ギヤの一つ一つの歯を大きくすることでピニオンギヤ５１およびサイドギヤ５２の強度を向上させることができる。このため、実施例のデファレンシャルギヤ５０において、ピニオンギヤ５１の歯数は、一般的なデファレンシャルギヤのピニオンギヤの歯数（例えば１０）よりも少ない“９”とされ、サイドギヤ５２の歯数は、一般的なデファレンシャルギヤのサイドギヤの歯数（例えば１４〜１６）よりも少ない“１３”とされる。

ただし、ピニオンギヤ５１およびサイドギヤ５２の歯数を単純に減らした場合、歯数比に応じてピニオンギヤ５１やサイドギヤ５２の基準円錐角や円錐距離が変化し、ピニオンギヤ５１の基準円錐角が増加する一方でサイドギヤ５２の基準円錐角が減少すると、サイドギヤ５２の強度を確保しつつ車幅方向におけるデファレンシャルギヤ５０（サイドギヤ５２）の寸法増加を抑制することが難しくなる。また、前輪駆動車両用の動力伝達装置２０では、図３に示すように、トランスミッションケース２２を構成すると共に流体伝動装置２３を収容するコンバータハウジング２２ｃにデファレンシャルギヤ５０が近接して配置される。このため、動力伝達装置２０では、コンバータハウジング２２ｃとの干渉を避けるために車幅方向におけるスペース上の制約が大きく、デフケース５４の大型化も容易ではない。

これを踏まえて、実施例のデファレンシャルギヤ５０は、図４に示すように、“Ｒ”をピニオンギヤ５１の円錐距離、すなわちピニオンギヤ５１の回転中心軸５１ａとサイドギヤ５２の回転中心軸５２ａとの交点からピニオンギヤ５１のピッチ線（図４における二点鎖線参照）上における最外端までの距離とし、“Ｍ”をピニオンギヤ５１およびサイドギヤ５２のモジュール、すなわち上記大端面でのモジュール（Ｍ＝２×Ｒ×ｓｉｎ（φ）／ｚｓ，ただし、“φ”はサイドギヤ５２の基準円錐角であり、“ｚｓ”はサイドギヤ５２の歯数（＝１３）である）とし、“ｈ”をピニオンギヤ５１およびサイドギヤ５２の全歯丈、すなわちピニオンギヤ５１のピッチ線上における最外端でのピニオンギヤ５１およびサイドギヤ５２の全歯丈とし、“Ｒｐ”をピニオンギヤ５１の外周半径、すなわちピニオンギヤ５１の回転中心軸５１ａから当該ピニオンギヤの径方向における外端部（径方向における最外端）５１ｓまでの距離とし、“θ”をサイドギヤ５２の歯底円錐角とし、“ＣＬ”をピニオンギヤ５１の径方向における外端部５１ｓとサイドギヤ５２のスカート部５２ｓとのクリアランスとし、“Ｓｔ”をスカート部５２ｓの厚みとし、組付距離を“ＭＤ＝Ｒｐ＋ＣＬ＋Ｓｔ”とし、扁平率を“Ｆ＝（Ｒ−ＭＤ）／Ｒ”としたときに（ただし、モジュールや寸法の単位は、何れも“ｍｍ”である）、
０．２８≦Ｆ≦０．３１、
ＭＤ≧Ｒ×ｃｏｓ（θ）、
Ｓｔ／Ｍ≧０．５３４、
０．０２５≦ＣＬ／Ｍ≦０．０３８、および
ｈ／Ｍ≧２
を満たすように構成される。ここで、扁平率Ｆは、本発明者らによって定義されたデファレンシャルギヤの車幅方向におけるサイズを評価するための指標であり、組付距離ＭＤすなわち車幅方向（サイドギヤ５２の軸方向）におけるデファレンシャルギヤ５０の寸法が小さい程、扁平率Ｆが大きくなる。

更に、実施例のデファレンシャルギヤ５０は、図４に示すように、サイドギヤ５２の基準円錐角を“φ”とし、ピニオンギヤ５１のアデンダムを“Ａｐ”とし、サイドギヤ５２のアデンダムを“Ａｓ”としたときに、
Ｒｐ≧Ｒ×ｃｏｓ（φ）＋（Ａｐ／２−Ａｓ／２）×ｓｉｎ（φ）
を満たすように構成される。

図５は、上記実施例のデファレンシャルギヤ５０、変形例に係るデファレンシャルギヤ５０Ｂ、および比較例１〜５に係るデファレンシャルギヤの諸元を示す図表である。なお、図５は、各デファレンシャルギヤにおけるピニオンギヤやサイドギヤのアデンダム、デデンダム、全歯丈、円錐距離、組付距離、スカート部の厚みといった諸元をモジュールＭで除して無次元化したものを示しており、このため、図５において、各デファレンシャルギヤのモジュールは、“１”とされている。また、変形例のデファレンシャルギヤ５０Ｂは、図５に示す組付距離やスカート部の厚みからわかるように、実施例のデファレンシャルギヤ５０よりも若干小型な６段式自動変速機用に適合されたものである。更に、比較例１〜３は、実施例のデファレンシャルギヤ５０や変形例のデファレンシャルギヤ５０Ｂと同様に前輪駆動車両用のデファレンシャルギヤであり、比較例４および５は、後輪駆動車両用のデファレンシャルギヤである。また、図６に、実施例のデファレンシャルギヤ５０、変形例のデファレンシャルギヤ５０Ｂ、比較例１および３についての強度評価試験の結果を示す。同図は、双方のサイドギヤを差動させた状態で各デファレンシャルギヤを長時間稼働させた後のデファレンシャルギヤ（ピニオンギヤやサイドギヤ）の疲労強度の評価結果を示すものである。なお、図６の縦軸における強度指数は、値１であれば、実用上充分かつ良好な強度を有していることを示す。

図６の評価結果からわかるように、扁平率Ｆが０．３１を超える比較例１のデファレンシャルギヤは、車幅方向において小型化が可能なものではあるが（図５における組付距離およびスカート部の厚み参照）、強度面で不充分なものである。また、扁平率が０．２６である比較例３のデファレンシャルギヤは、充分な強度を有するものであるが、図５からわかるように組付距離が実施例のデファレンシャルギヤ５０および変形例のデファレンシャルギヤ５０Ｂ並びに比較例１のデファレンシャルギヤに比較して大きく、車幅方向におけるコンパクト化が制限されるものである。また、扁平率が０．２７である比較例５のデファレンシャルギヤは、スペースに余裕がある後輪駆動車両用のデファレンシャルギヤであってスカート部の厚みも充分に大きく（図５参照）、充分な強度を有すると考えられるが、組付距離ＭＤやスカート部の厚みから、車幅方向におけるコンパクト化が制限されることは明らかである。このような評価結果から、デファレンシャルギヤの偏平率を０．２８〜０．３１の範囲内から選択すれば、ピニオンギヤおよびサイドギヤの強度を向上させつつ、デファレンシャルギヤのコンパクト化を図り得ることが理解されよう。これを踏まえて、実施例のデファレンシャルギヤ５０では、扁平率Ｆが０．３０とされ、変形例のデファレンシャルギヤ５０Ｂでは、扁平率Ｆが０．３１とされている。

更に、扁平率Ｆを０．２８〜０．３１の範囲内の値としつつ、組付距離ＭＤ≧円錐距離Ｒ×ｃｏｓ（θ）を満たすようにデファレンシャルギヤ５０，５０Ｂを構成することで、サイドギヤ５２の歯元角ε（＝φ−θ）すなわちピニオンギヤ５１のデデンダムＤｐをある程度大きくし、それにより、ピニオンギヤ５１の径方向における外端部５１ｓの軸方向長さ、すなわちピニオンギヤ５１の径方向における外端部５１ｓと対向するサイドギヤ５２のスカート部５２ｓの径方向長さが大きくなるのを抑制し、スカート部５２ｓの剛性をより良好に確保することができる。加えて、Ｓｔ／Ｍ≧０．５３４、０．０２５≦ＣＬ／Ｍ≦０．０３８、およびｈ／Ｍ≧２を満たすようにデファレンシャルギヤを構成することで、クリアランスＣＬやピニオンギヤ５１およびサイドギヤ５２の全歯丈ｈを実用上充分に確保してピニオンギヤ５１とサイドギヤ５２との良好な噛み合いを実現すると共にスカート部５２ｓの剛性を充分に確保し、ピニオンギヤ５１とサイドギヤ５２とが噛み合う際の応力によるサイドギヤ５２の歯元の変形を抑えてサイドギヤ５２ひいてはデファレンシャルギヤ５０，５０Ｂの強度を良好に確保することが可能となる。

また、実施例のデファレンシャルギヤ５０や変形例のデファレンシャルギヤ５０Ｂは、上述のように、ピニオンギヤ５１のアデンダムを“Ａｐ”とし、サイドギヤのアデンダムを“Ａｓ”としたときに、Ｒｐ≧Ｒ×ｃｏｓ（φ）＋（Ａｐ／２−Ａｓ／２）×ｓｉｎ（φ）を満たすように構成される。これにより、ピニオンギヤ５１の外周半径Ｒｐは、ピニオンギヤ５１の回転中心軸５１ａと、ピニオンギヤ５１とサイドギヤ５２との噛み合い有効歯丈（Ａｐ＋Ａｓ）の１／２の点との距離以上になり、ピニオンギヤ５１の径方向における外端部５１ｓが当該噛み合い有効歯丈（Ａｐ＋Ａｓ）の１／２の点と交わるか、あるいは、噛み合い有効歯丈（Ａｐ＋Ａｓ）の１／２の点よりも外側に位置することになる。この結果、ピニオンギヤ５１（歯）の径方向における外端部５１ｓの軸方向長さ、すなわちピニオンギヤ５１の径方向における外端部５１ｓと対向するサイドギヤ５２のスカート部５２ｓの径方向長さが大きくなるのを抑制し、スカート部５２ｓの剛性をより一層良好に確保することが可能となる。

以上説明したように、上記実施例のデファレンシャルギヤ５０や変形例のデファレンシャルギヤ５０Ｂは、ピニオンギヤ５１およびサイドギヤ５２の強度を向上させつつ、サイドギヤ５２の軸方向におけるコンパクト化を図ることできるものであり、特に車幅方向すなわちサイドギヤ５２の軸方向におけるスペース上の制約が大きくなる前輪駆動車両に極めて好適なものである。ただし、デファレンシャルギヤ５０，５０Ｂが後輪駆動車両に適用されてもよいことはいうまでもない。

なお、実施例等の主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載された発明の主要な要素との対応関係は、実施例等が課題を解決するための手段の欄に記載された発明を実施するための形態を具体的に説明するための一例であることから、課題を解決するための手段の欄に記載した発明の要素を限定するものではない。すなわち、実施例等はあくまで課題を解決するための手段の欄に記載された発明の具体的な一例に過ぎず、課題を解決するための手段の欄に記載された発明の解釈は、その欄の記載に基づいて行なわれるべきものである。

以上、実施例を用いて本発明の実施の形態について説明したが、本発明は上記実施例に何ら限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において様々な変更をなし得ることはいうまでもない。

本発明は、動力伝達装置の製造産業において利用可能である。

２０動力伝達装置、２２トランスミッションケース、２２ｃコンバータハウジング、２３流体伝動装置、２３ｃロックアップクラッチ、２３ｏワンウェイクラッチ、２３ｐポンプインペラ、２３ｓステータ、２３ｔタービンランナ、２４オイルポンプ、２５自動変速機、２６入力軸、２７出力軸、２８ドライブシャフト、３０第１遊星歯車機構、３１サンギヤ、３２リングギヤ、３３ａ，３３ｂピニオンギヤ、３４プラネタリキャリア、３５第２遊星歯車機構、３６ａ第１サンギヤ、３６ｂ第２サンギヤ、３７リングギヤ、３８ａショートピニオンギヤ、３８ｂロングピニオンギヤ、３９プラネタリキャリア、４０ギヤ機構、４１カウンタドライブギヤ、４２カウンタシャフト、４３カウンタドリブンギヤ、４４ドライブピニオンギヤ、４５デフリングギヤ、５０，５０Ｂデファレンシャルギヤ、５１ピニオンギヤ、５１ａ回転中心軸、５１ｓ外端部、５２サイドギヤ、５２ｓスカート部、５３ピニオンシャフト、５４デフケース、５５ピニオンワッシャ、５６サイドワッシャ、Ｂ１，Ｂ２ブレーキ、Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３，Ｃ４クラッチ、ＤＷ駆動輪、Ｆ１ワンウェイクラッチ。

Claims

一対のピニオンギヤと、それぞれ前記一対のピニオンギヤに直角に噛合する一対のサイドギヤとを有する車両用のデファレンシャルギヤにおいて、
前記ピニオンギヤは、歯数９のすぐばかさ歯車であると共に、前記サイドギヤは、歯数１３のすぐばかさ歯車であり、
前記ピニオンギヤの円錐距離を“Ｒ”とし、
前記ピニオンギヤおよび前記サイドギヤのモジュールを“Ｍ”とし、
前記ピニオンギヤおよび前記サイドギヤの全歯丈を“ｈ”とし、
前記ピニオンギヤの外周半径を“Ｒｐ”とし、
前記サイドギヤの歯底円錐角を“θ”とし、
前記ピニオンギヤの径方向における外端部と、前記外端部と対向する前記サイドギヤのスカート部とのクリアランスを“ＣＬ”とし、
前記スカート部の厚みを“Ｓｔ”とし、
組付距離を“ＭＤ＝Ｒｐ＋ＣＬ＋Ｓｔ”とし、
扁平率を“Ｆ＝（Ｒ−ＭＤ）／Ｒ”としたときに（ただし、モジュールおよび寸法の単位は“ｍｍ”である）、
０．２８≦Ｆ≦０．３１、
ＭＤ≧Ｒ×ｃｏｓ（θ）、
Ｓｔ／Ｍ≧０．５３４、
０．０２５≦ＣＬ／Ｍ≦０．０３８、および
ｈ／Ｍ≧２
を満たすことを特徴とするデファレンシャルギヤ。
請求項１に記載のデファレンシャルギヤにおいて、
前記サイドギヤの基準円錐角を“φ”とし、前記ピニオンギヤのアデンダムを“Ａｐ”とし、前記サイドギヤのアデンダムを“Ａｓ”としたときに、
Ｒｐ≧Ｒ×ｃｏｓ（φ）＋（Ａｐ／２−Ａｓ／２）×ｓｉｎ（φ）
を満たすことを特徴とするデファレンシャルギヤ。
請求項１または２に記載のデファレンシャルギヤにおいて、
前輪駆動車両用の変速機の出力軸にギヤ列を介して連結されることを特徴とするデファレンシャルギヤ。