JP2015200343A - ディファレンシャル装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ピニオンシャフトがリングギヤを固定するケースの内部に組み付けられる構造を有するとき、ピニオンシャフトとリングギヤとの干渉を回避して製作時の組付けを容易にしたディファレンシャル装置を提供する。
【解決手段】変速機のケーシングに回転可能に支持されるデフケースの内部に収容され、デフケースに固定されるリングギヤと、デフケースの内部に組み付けられるピニオンシャフト２０と、ピニオンシャフトに貫通孔２２ａを介して相対回転可能に取り付けられるピニオンギヤ２２などを有するディファレンシャル装置において、ピニオンシャフトの径方向の断面積をＡｐ、貫通孔２２ａの開孔面積をＡｈ、リングギヤの端部を貫通孔に向けて投影させた場合に貫通孔とオーバラップする面積をＡｒとするとき、ピニオンシャフトは径方向の断面積ＡｐがＡｐ≦Ａｈ−Ａｒからなる不等式を満足するように構成する。
【選択図】図３

Description

この発明はディファレンシャル装置に関する。

ディファレンシャル装置としては、例えば特許文献１記載の技術が知られている。特許文献１記載の技術においては、ピニオンギヤの軸芯部にピニオンシャフトを組み付ける構造とすると、ピニオンギヤの外形を比較的大きい寸法に設定せざるを得ない不都合に鑑み、ピニオンシャフトを除去したシャフトレス型のディファレンシャル装置を開示している。

特許第４７０６４３１号公報

特許文献１記載の技術はシャフトレス型という特殊な構造のディファレンシャル装置を開示するが、ピニオンシャフトを有する通例のディファレンシャル装置の場合、ピニオンシャフトはリングギヤが固定されるケースの内部でピニオンギヤに穿設された貫通孔に挿通させて組み付けられることから、組み付けるときにリングギヤと干渉することがあると、製作が煩瑣であった。

従って、この発明の目的は上記した不都合を解消し、ピニオンシャフトがリングギヤを固定するケースの内部に組み付けられる構造を有するとき、ピニオンシャフトとリングギヤとの干渉を回避して製作時の組付けを容易にするようにしたディファレンシャル装置を提供することにある。

上記した課題を解決するために、請求項１にあっては、車両に搭載される駆動源の回転を変速する変速機のケーシングに回転可能に支持されるケースの内部に収容され、前記ケースに固定されるリングギヤを介して前記変速機の出力軸の回転を車輪に回転差を吸収しつつ伝達すると共に、前記ケースの内部に組み付けられるピニオンシャフトと、前記ピニオンシャフトに貫通孔を介して相対回転可能に取り付けられるピニオンギヤと、一端において前記ピニオンギヤに噛合すると共に、他端において前記車輪に連結されるシャフト部材に噛合するサイドギヤとを有するディファレンシャル装置において、前記ピニオンシャフトの径方向の断面積をＡｐ、前記貫通孔の開孔面積をＡｈ、前記リングギヤの端部を前記貫通孔に向けて投影させた場合に前記貫通孔とオーバラップする面積をＡｒとするとき、前記ピニオンシャフトは前記径方向の断面積Ａｐが、
Ａｐ≦Ａｈ−Ａｒ
からなる不等式を満足するように構成した。

請求項２に係るディファレンシャル装置にあっては、前記ピニオンシャフトが長手方向に沿って複数個のシャフトに分割されると共に、前記複数個のシャフトがそれぞれ前記不等式を満足するように構成した。

請求項３に係るディファレンシャル装置にあっては、前記リングギヤは、前記ケースに溶接によって固定される如く構成した。

請求項４に係るディファレンシャル装置にあっては、前記シャフトには、長手方向において面取り部が形成される如く構成した。

請求項１にあっては、ケースに固定されるリングギヤと、ケースの内部に組み付けられるピニオンシャフトと、ピニオンシャフトに貫通孔を介して相対回転可能に取り付けられるピニオンギヤと、ピニオンギヤなどに噛合するサイドギヤとを有するディファレンシャル装置において、ピニオンシャフトの径方向の断面積をＡｐ、貫通孔の開孔面積をＡｈ、リングギヤの端部を貫通孔に向けて投影させた場合に貫通孔とオーバラップする面積をＡｒとするとき、ピニオンシャフトは前記径方向の断面積Ａｐが、
Ａｐ≦Ａｈ−Ａｒ
からなる不等式を満足するように構成される如く構成したので、ピニオンシャフトとリングギヤとに干渉があるときも、その干渉を回避することができ、その結果、リングギヤをケースに固定した後、ケースの内部にピニオンシャフトを挿入して組み付けることが可能となり、よって製作時の組付けを容易にすることができる。

請求項２に係るディファレンシャル装置においては、ピニオンシャフトが長手方向に沿って複数個のシャフトに分割されると共に、複数個のシャフトがそれぞれ前記不等式を満足するように構成したので、同様にピニオンシャフトとリングギヤとの干渉を回避することができ、リングギヤをケースに固定した後、ケースの内部に複数個のシャフトを順次挿入して組み付けることが可能となり、よって製作時の組付けを容易にすることができる。

請求項３に係るディファレンシャル装置にあっては、リングギヤは、ケースに溶接によって固定される如く構成したので、リングギヤを溶接によってケースに固定して製作する場合であっても、組付けを容易にすることができる。

即ち、リングギヤをケースに溶接によって固定して製作するとき、ピニオンシャフトがリングギヤと部分的に干渉する場合、溶接後であると、干渉によってケースの内部に挿入できないことから、先にピニオンシャフトをケースの内部に挿入して組み付け、その後にリングギヤをケースに溶接して固定する必要がある。ただし、その場合、溶接によって生じるスパッタを除去する洗浄が必要となるため、実際にはリングギヤを溶接によってケースに固定するのが困難であった。

しかしながら、ピニオンシャフトを複数個のシャフトに分割することで、リングギヤを溶接によってケースに固定した後、ケースの内部に複数個のシャフトを順次挿入して組み付けることが可能となり、よって溶接による製作時の組付けを容易にすることができる。

請求項４に係るディファレンシャル装置にあっては、シャフトには、長手方向において面取り部が形成される如く構成したので、上記した効果に加え、ピニオンギヤとサイドギヤとシャフト部材に潤滑油を確実に供給することができる。

この発明の実施例に係るディファレンシャル装置を概略的に示す断面図である。 図１に示すディファレンシャル装置の部分拡大図である。 図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線拡大断面図である。 図２の部分拡大図である。 図２の構成を模式的に示す説明図である。 この発明の第２実施例に係るディファレンシャル装置を部分的に示す、図５と同様の説明図である。 図６のＶＩＩ−ＶＩＩ線拡大断面図である。

以下、添付図面を参照してこの発明に係るディファレンシャル装置を実施するための形態について説明する。

図１はこの発明の実施例に係るディファレンシャル装置を概略的に示す断面図、図２は図１に示すディファレンシャル装置の部分拡大図、図３は図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線拡大断面図、図４は図２の部分拡大図、図５は図２の構成を模式的に示す説明図である。

以下説明すると、図示の如く、ディファレンシャル装置１０は、車両に搭載される駆動源（図示せず）の回転を変速する変速機１２のケーシング１２ａに回転可能に支持されるデフケース（ケース）１４の内部に収容され、変速機１２の出力軸１２ｂの回転を左右の車輪（図示せず）に回転差を吸収しつつ伝達するように構成される。

変速機１２は入力軸１２ｃと出力軸１２ｂが平行に配置された平行軸型の自動変速機からなり、エンジンなどの駆動源の回転を適宜な変速比で変速するように構成される。

ディファレンシャル装置１０はデフケース１４の外周に固定されるリングギヤ１６と、ピニオンシャフト２０と、ピニオンギヤ２２と、サイドギヤ２４とを備える。リングギヤ１６は、変速機１２の出力軸１２ｂにディファレンシャルドライブギヤ１２ｄに噛合するディファレンシャルドリブンギヤとして構成される。

リングギヤ１６はデフケース１４に溶接によって固定される。より具体的には、図２に良く示す如く、リングギヤ１６は端部（変速機１２の出力軸１２ｂの軸方向における）１６ａを含む大径リング部１６ｂとその内側の小径リング部１６ｃとから構成され、リング部１６ｂ，１６ｃを部位１６ｄで溶接によって一体化してデフケース１４に固定するように構成される。

ピニオンシャフト２０は、デフケース１４の内部に組み付けられると共に、ピニオンギヤ２２はピニオンシャフト２０に貫通孔２２ａを介して相対回転可能に取り付けられる。より具体的には、デフケース１４の内部にはピニオンギヤ２２が回転可能に取り付けられると共に、ピニオンシャフト２０はピニオンギヤ２２に穿設された貫通孔２２ａに挿通されてデフケース１４の内部に組み付けられる。図２などで符号１４ａはピニオンシャフト２０をデフケース１４に固定するためのピンを示す。

サイドギヤ２４は一端においてピニオンギヤ２２に噛合すると共に、他端において車輪に連結されるシャフト部材２６に噛合するようにデフケース１４の内部に収容される。

シャフト部材２６は、車輪に連結されるドライブシャフト（図示せず）に固定され、よってデフケース１４（とリングギヤ１６）は、ベアリング３０を介して変速機１２のケーシング１２ａに回転可能に支持される。

図２と図５に良く示す如く、リングギヤ１６の端部１６ａをピニオンギヤ２２に穿設される貫通孔２２ａに向けて投影させた場合、ピニオンシャフト２０は、デフケース１４の内部に組み付けられるとき、リングギヤ１６とオーバラップする部位２０ａを備える。

前記した如く、これにより、ピニオンシャフト２０はリングギヤ１６と部分的に干渉して製作時の組付けが煩瑣であることから、この実施例においては、図３に示す如く、ピニオンシャフト２０の径方向の断面積をＡｐ、ピニオンギヤ２２に穿設される貫通孔２２ａの開孔面積をＡｈ、リングギヤ１６の端部１６ａを貫通孔２２ａに向けて投影させた場合に貫通孔２２ａとオーバラップする面積をＡｒとするとき、ピニオンシャフト２２はその径方向の断面積Ａｐが、Ａｐ≦Ａｈ−Ａｒからなる不等式を満足するように構成した。

より具体的には、ピニオンシャフト２０を、オーバラップする部位２０ａを回避する位置２０ｂでシャフトの長手方向に沿って複数個、具体的には２個のシャフト（より正確にはシャフト片）２０ｃ，２０ｄに分割する如く構成した。位置２０ｂはピニオンシャフト２０の円形断面の中心を通る線上に位置し、よって２個のシャフト２０ｃ，２０ｄは同一の形状を有すると共に、図１に示すピニオンシャフト２０の全長において同じ長さとなるように構成される。

また、図４に示す如く、２個のシャフト２０ｃ，２０ｄの少なくとも１個は、長手方向の一部において側面に面取り部２０ｅが形成されるように構成される。

上記した如く、この実施例にあっては、変速機１２のケーシング１２ａに回転可能に支持されるデフケース１４の内部に収容され、デフケース１４に固定されるリングギヤ１６と、デフケース１４の内部に組み付けられるピニオンシャフト２０と、ピニオンシャフト２０に貫通孔２２ａを介して相対回転可能に取り付けられるピニオンギヤ２２と、ピニオンギヤ２２などに噛合するサイドギヤ２４とを有するディファレンシャル装置１０において、ピニオンシャフト２０の径方向の断面積をＡｐ、貫通孔２２ａの開孔面積をＡｈ、リングギヤ１６の端部１６ａを貫通孔２２ａに向けて投影させた場合に貫通孔２２ａとオーバラップする面積（より具体的にはオーバラップする位置に相当する面積）をＡｒとするとき、ピニオンシャフト２０は径方向の断面積Ａｐが、Ａｐ≦Ａｈ−Ａｒからなる不等式を満足するように構成したので、ピニオンシャフト２０とリングギヤ１６との干渉を回避することができ、その結果、リングギヤ１６をデフケース１４に固定した後、デフケース１４の内部にピニオンシャフト２０を挿入して組み付けることが可能となり、よって製作時の組付けを容易にすることができる。

より具体的には、ピニオンシャフト２０がシャフト長手方向に沿って複数個のシャフト（シャフト片）２０ｃ，２０ｄに分割されると共に、前記複数個のシャフト２０ｃ，２０ｄがそれぞれ上記した不等式を満足するように構成したので、同様にピニオンシャフト２０とリングギヤ１６との干渉を回避することができ、その結果、リングギヤ１６をデフケース１４に固定した後、デフケース１４の内部に２個のシャフト２０ｃ，２０ｄを順次挿入して組み付けることが可能となり、よってディファレンシャル装置１０の製作時の組付けを容易にすることができる。

また、リングギヤ１６は、デフケース１４に溶接によって固定される如く構成したので、リングギヤ１６を溶接によってデフケース１４に固定して製作する場合であっても、組付けを容易にすることができる。

即ち、リングギヤ１６をデフケース１４に溶接によって固定して製作するとき、ピニオンシャフト２０がリングギヤ１６と部分的に干渉する場合、溶接後であると、干渉によってデフケース１４の内部に挿入できないことから、先にピニオンシャフト２０をデフケース１４の内部に挿入して組み付け、その後にリングギヤ１６をデフケース１４に溶接して固定する必要がある。

ただし、その場合、溶接によって生じるスパッタを除去する洗浄が必要となるため、リングギヤ１６を溶接によってデフケース１４に固定するのは困難であった。

しかしながら、ピニオンシャフト２０を２個のシャフト片２０ｃ，２０ｄに分割することで、リングギヤ１６を溶接によってデフケース１４に固定した後、デフケース１４の内部に２個のシャフト片２０ｃ，２０ｄを順次挿入して組み付けることが可能となり、よって溶接によるディファレンシャル装置１０の製作時の組付けを容易にすることができる。

また、図４に示す如く、シャフト２０には長手方向において面取り部２０ｅが形成、より具体的には２個のシャフト（シャフト片）２０ｃ，２０ｄの少なくとも１個は、長手方向の一部において側面に面取り部２０ｅが形成されるように構成したので、ピニオンギヤ２２とサイドギヤ２４とシャフト部材２６に潤滑油を確実に供給することができる。

図６はこの発明の第２実施例に係るディファレンシャル装置１０を部分的に示す説明図、図７はそのＶＩＩ−ＶＩＩ線拡大断面図である。

第２実施例にあっても、図７に示す如く、ピニオンシャフト２０の径方向の断面積をＡｐ、ピニオンギヤ２２に穿設される貫通孔２２ａの開孔面積をＡｈ、リングギヤ１６の端部１６ａを貫通孔２２ａに向けて投影させた場合に貫通孔２２ａとオーバラップする面積をＡｒとするとき、ピニオンシャフト２２はその径方向の断面積Ａｐが、Ａｐ≦Ａｈ−Ａｒからなる不等式を満足するように構成した。

より具体的には、ピニオンシャフト２０からオーバラップする部位２０ａを含む部分２０ａ１に相当する部分を空隙とし、図７に示すような、回避する位置２０ｂで平坦となる面を備えた大略半円の断面形状を備える１個のシャフトからなるように構成した。

また、部分２０ａ１の上下端には栓２０ａ１２が配置され（図６で上端側のみ図示）、部分２０ａ１を閉鎖するように構成される。尚、残余の構成および効果は、ピニオンシャフト２０が１個であることを除くと、第１実施例と異ならない。

第２実施例に係るディファレンシャル装置１０にあっても、変速機１２のケーシング１２ａに回転可能に支持されるデフケース１４の内部に収容され、デフケース１４に固定されるリングギヤ１６と、デフケース１４の内部に組み付けられるピニオンシャフト２０と、ピニオンシャフト２０に貫通孔２２ａを介して相対回転可能に取り付けられるピニオンギヤ２２と、ピニオンギヤ２２などに噛合するサイドギヤ２４とを有するディファレンシャル装置１０において、ピニオンシャフト２０の径方向の断面積をＡｐ、貫通孔２２ａの開孔面積をＡｈ、リングギヤ１６の端部１６ａを貫通孔２２ａに向けて投影させた場合に貫通孔２２ａとオーバラップする面積（より具体的にはオーバラップする位置に相当する面積）をＡｒとするとき、ピニオンシャフト２０は径方向の断面積Ａｐが、Ａｐ≦Ａｈ−Ａｒからなる不等式を満足するように構成したので、ピニオンシャフト２０とリングギヤ１６との干渉を回避することができ、その結果、リングギヤ１６をデフケース１４に固定した後、デフケース１４の内部にピニオンシャフト２０を挿入して組み付けることが可能となり、よって製作時の組付けを容易にすることができる。

また、ピニオンシャフト２０から部位２０ａを含む部分２０ａ１に相当する部分を空隙とすることから、ピニオンギヤ２２とサイドギヤ２４とシャフト部材２６に潤滑油を確実に供給することができる。

また、部分２０ａ１の上下端には栓２０ａ１２が配置され、部分２０ａ１を閉鎖するように構成したことから、潤滑油が外部に漏出することがない。

上記した如く、第１、第２実施例にあっては、車両に搭載される駆動源の回転を変速する変速機１２のケーシング１２ａに回転可能に支持されるケース（デフケース）１４の内部に収容され、前記ケースに固定されるリングギヤ１６を介して前記変速機の出力軸１２ｂの回転を車輪に回転差を吸収しつつ伝達すると共に、前記ケース１４の内部に組み付けられるピニオンシャフト２０と、前記ピニオンシャフト２０に貫通孔２２ａを介して相対回転可能に取り付けられるピニオンギヤ２２と、一端において前記ピニオンギヤ２２に噛合すると共に、他端において前記車輪に連結されるシャフト部材２６に噛合するサイドギヤ２４とを有するディファレンシャル装置１０において、前記ピニオンシャフト２０の径方向の断面積をＡｐ、前記貫通孔２２ａの開孔面積をＡｈ、前記リングギヤ１６の端部１６ａを前記貫通孔２２ａに向けて投影させた場合に前記貫通孔２２ａとオーバラップする面積をＡｒとするとき、前記ピニオンシャフト２０は前記径方向の断面積Ａｐが、Ａｐ≦Ａｈ−Ａｒからなる不等式を満足するように構成した。

また、第１実施例にあっては前記ピニオンシャフト２０が長手方向に沿って複数個のシャフト（シャフト片）２０ｃ，２０ｄに分割されると共に、前記複数個のシャフトがそれぞれ前記不等式を満足するように構成した。

また、第１、第２実施例にあっては、前記リングギヤ１６は、前記ケース１４に溶接によって固定される如く構成した。

また、第１、第２実施例にあっては、前記シャフト２０には、長手方向において面取り部２０ｅが形成、より具体的には前記複数個のシャフト（シャフト片）２０ｃ，２０ｄの少なくとも１個は、前記長手方向の一部（側面）において面取り部２０ｅが形成される如く構成した。

尚、上記においてピニオンシャフト２０の断面形状を円形状あるいは半円形状としたが、それらに限られるものではない。また、ピニオンシャフト２０を２個のシャフト（シャフト片）２０ｃ，２０ｄに分割するように構成したが、３個あるいはそれ以上のシャフト（シャフト片）に分割しても良い。

１０ ディファレンシャル装置、１２ 変速機、１２ａ ケーシング、１２ｂ 出力軸、１２ｃ 入力軸、１４ デフケース（ケース）、１４ａ ピン、１６ リングギヤ、１６ａ 端部、１６ｂ 大径リング部、１６ｃ 小径リング部、２０ ピニオンシャフト、２０ａ 部位、２０ａ１ 部分、２０ａ１２ 栓、２０ｂ 位置、２０ｃ，２０ｄ シャフト片（シャフト）、２０ｅ 面取り部、２２ ピニオンギヤ、２２ａ 貫通孔、２４ サイドギヤ、２６ シャフト部材、３０ ベアリング

Claims (4)

1. 車両に搭載される駆動源の回転を変速する変速機のケーシングに回転可能に支持されるケースの内部に収容され、前記ケースに固定されるリングギヤを介して前記変速機の出力軸の回転を車輪に回転差を吸収しつつ伝達すると共に、前記ケースの内部に組み付けられるピニオンシャフトと、前記ピニオンシャフトに貫通孔を介して相対回転可能に取り付けられるピニオンギヤと、一端において前記ピニオンギヤに噛合すると共に、他端において前記車輪に連結されるシャフト部材に噛合するサイドギヤとを有するディファレンシャル装置において、前記ピニオンシャフトの径方向の断面積をＡｐ、前記貫通孔の開孔面積をＡｈ、前記リングギヤの端部を前記貫通孔に向けて投影させた場合に前記貫通孔とオーバラップする面積をＡｒとするとき、前記ピニオンシャフトは前記径方向の断面積Ａｐが、
   Ａｐ≦Ａｈ−Ａｒ
   からなる不等式を満足するように構成されることを特徴とするディファレンシャル装置。
2. 前記ピニオンシャフトが長手方向に沿って複数個のシャフトに分割されると共に、前記複数個のシャフトがそれぞれ前記不等式を満足するように構成されることを特徴とする請求項１記載のディファレンシャル装置。
3. 前記リングギヤは、前記ケースに溶接によって固定されることを特徴とする請求項１または２記載のディファレンシャル装置。
4. 前記シャフトには、長手方向において面取り部が形成されることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載のディファレンシャル装置。
   

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