JP2018168936A - 差動装置 - Google Patents

Abstract

【課題】部品点数を減らすことができ、組み付け性も向上させることができる差動装置を提供する。
【解決手段】差動装置１１は、複数の差動ギヤ３２と、複数の差動ギヤ３２と各々噛み合う１対の出力ギヤ３３ａ，３３ｂと、複数の差動ギヤ３２の各々の一方端側を覆うことができる複数の凸部２６を有するとともに一方の出力ギヤ３３ａの背面を覆うことができる一方のカバー部材１８と、他方の出力ギヤ３３ｂの背面を覆うことができる他方のカバー部材１９と、複数の凸部２６の各々に嵌合する複数の嵌合部５４を有し，複数の差動ギヤ３２の各々の少なくとも他方の端部を支持することができる支持部材３４と、を備える。
【選択図】図２

Description

本発明は、例えば四輪自動車といった車両に搭載される差動装置に関する。

従来より、シャフトの機能も有するピニオンギヤをデフケースとは別体のピニオンギヤ支持部材と、スラストワッシャーと、ストッパーピンとで支持して固定する技術が知られている（例えば、特許文献１）。

特許第５１６７８７６号

しかしながら、従来技術では、組み付け性が悪く、部品点数も多くなっていた。

本発明は、上記実情に鑑みてなされたもので、部品点数を減らすことができ、組み付け性も向上させることができる差動装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明に係る１つの差動装置は、複数の差動ギヤと、前記複数の差動ギヤと各々噛み合う１対の出力ギヤと、前記複数の差動ギヤの各々の一方端側を覆うことができる複数の凸部を有するとともに一方の前記出力ギヤの背面を覆うことができる一方のカバー部材と、他方の前記出力ギヤの背面を覆うことができる他方のカバー部材と、前記複数の凸部の各々に嵌合する複数の嵌合部を有し，前記複数の差動ギヤの各々の少なくとも他方の端部を支持することができる支持部材と、を備える。

また、好適には、前記支持部材は、前記複数の差動ギヤの各々の一方の端部を支持する複数の大孔と、前記複数の差動ギヤの各々の他方の端部を支持する複数の小孔と、を有している。

本発明によれば、部品点数を減らすことができ、組み付け性も向上する。

本発明の一実施形態に係る差動装置の全体構成を模式的に示す断面図である。 支持部材および第２カバーの拡大分解斜視図である。 図１の３−３線に沿った支持部材およびピニオンギヤの断面図である。

以下、添付図面を参照しつつ本発明の一実施形態を説明する。

図１は本発明の一実施形態に係る差動装置１１の全体構成を模式的に示している。自動車は、自動車に搭載される動力源としてのエンジン（図示しない）の横に配置されて、トランスミッション（図示しない）や差動装置１１を収容するミッションケース１２を備える。ミッションケース１２には、車軸にそれぞれ連なる左右１対の出力軸１３ａ，１３ｂが中心軸ＣＬ回りで回転自在に支持される。２つの出力軸１３ａ，１３ｂは、相互に同軸に配置され、ミッションケース１２内で差動装置１１に結合される一端をそれぞれ有する。

ミッションケース１２と個々の出力軸１３ａ，１３ｂとの間には環状のシール部材１４ａ，１４ｂが装着される。シール部材１４ａ，１４ｂは、ミッションケース１２と回転する出力軸１３ａ，１３ｂとの間を液密に塞ぐ。本実施形態では、ミッションケース１２の底部に、ミッションケース１２の内部空間に臨んで所定量の潤滑油を貯留するオイルパン（図示しない）が形成される。オイルパンに貯留された潤滑油はミッションケース１２の内部空間で減速歯車機構１５の可動要素や後述するデフケース１６の回転によって周辺に掻き上げられて飛散する。このようにして、減速歯車機構１５の可動要素や後述するデフケース１６の回転によって飛散された潤滑油で後述するデフケース１６の内外に存在する機械運動部分は潤滑される。

差動装置１１は、例えば、中心軸ＣＬ回りで回転自在にミッションケース１２に支持されるデフケース（入力部材）１６と、デフケース１６内に収容される差動機構としての差動ギヤ機構１７と、を備える。

デフケース１６は、例えば、中心軸ＣＬに直交する平面に沿うように差動ギヤ機構１７の一側面（一方の側面、他方の側面）を覆うことができる第１カバー部材１８と、中心軸ＣＬに直交する平面に沿うように第１カバー部材１８と対向する差動ギヤ機構１７の他の一側面（他方の側面，一方の側面）を覆うことができる第２カバー部材１９と、第１カバー部材１８および第２カバー部材１９に結合可能であり、第１カバー部材１８および第２カバー部材１９とは異なる方向から差動ギヤ機構１７を覆うことができるリング部材２１と、を有する。

リング部材（ドリブン部材，ケース，入力部材）２１の外周面には、例えば、外向きのギヤ歯２２が設けられている。ギヤ歯２２は例えば中心軸ＣＬに同軸に環状に配列される。また、リング部材２１のギヤ歯２２は減速歯車機構１５のギヤ歯２３と噛み合う。そのため、エンジンの動力がトランスミッションからデフケース１６に伝達される。したがって、リング部材２１はいわゆるリングギヤ（ドリブンギヤ）として機能するとともに、入力部材としても機能する。

第１カバー部材（一方のカバー部材、他方のカバー部材、ケース、入力部材）１８は、例えば、中心軸ＣＬを中心とする中央部に空間を有する円板形状に形成される第１カバー体２４と、第１カバー体２４の内周端部から第２カバー部材１９に対して反対側（後述するサイドギヤ３３ａ，３３ｂの軸方向外方）に突き出る円筒形の第１軸受け部（第１ボス部）２５と、第１カバー体２４の外周部から第２カバー部材１９と対向する向き（後述するサイドギヤ３３ａ，３３ｂの軸方向内方）に突き出る複数の突起部（凸部）２６と、を有する。また、第１カバー部材１８は、後述するサイドギヤ（一方のサイドギヤ，一方の出力ギヤ，他方のサイドギヤ，他方の出力ギヤ）３３ａの背面を覆うことができる。

各々の突起部２６は、例えば、図２に示すように、中心軸ＣＬに平行に広がる内側面２６ａと、内側面２６ａの縁から後述するサイドギヤ３３ａ，３３ｂの径方向外方に延びる側面２６ｂと、を有する。各々の内側面２６ａは、例えば、突起部２６が後述する嵌合部５４と嵌め合わせられた際に、後述する第２軸孔４９の開口を塞ぐ大きさを有している。そのため、各々の内側面２６ａの大きさは少なくとも後述するピニオンギヤ３２の最外径を覆うことができる。つまり、各々の突起部２６は、複数のピニオンギヤ３２の各々の外側（一端側）を覆うことができる。また、各々の突起部２６（より具体的には突起部２６の内側面２６ａ）は後述するピニオンギヤ３２のスライド面３８に面で接触可能である。

第１カバー部材１８は後述する支持部材３４に連結可能である。また、１カバー部材１８が後述する支持部材３４と連結するときには、第１カバー部材１８の各々の突起部２６の側面２６ｂは、（後述する）対応する支持部材３４の各々の嵌合部５４の凹面の一部にスライド自在に案内されて、第１カバー部材１８の各々の突起部２６は対応する支持部材３４の各々の嵌合部５４に嵌め合わせられる。

第２カバー部材（他方のカバー部材，一方のカバー部材、ケース、入力部材）１９は、例えば、中心軸ＣＬを中心とする中央部に空間を有する円板形状に形成される第２カバー体２７と、第２カバー体２７の内周端部から第１カバー部材１８に対して反対側（後述するサイドギヤ３３ａ，３３ｂの軸方向外方）に突き出る円筒形の第２軸受け部（第２ボス部）２８と、を有する。また、第２カバー部材１９は、後述するサイドギヤ（他方のサイドギヤ，他方の出力ギヤ，一方のサイドギヤ，一方の出力ギヤ）３３ｂの背面を覆うことができる。

差動ギヤ機構１７は、例えば、中心軸ＣＬに直交する回転軸線３１回りで回転自在に支持される複数のピニオンギヤ（差動ギヤ）３２と、中心軸ＣＬ回りに回転自在に支持されて、複数のピニオンギヤ３２に各々噛み合う一対のサイドギヤ（出力ギヤ）３３ａ，３３ｂ（即ち第１サイドギヤ（第１出力ギヤ，一方の出力ギヤ，他方の出力ギヤ）３３ａおよび第２サイドギヤ（第２出力ギヤ，他方の出力ギヤ，一方の出力ギヤ）３３ｂ）と、各々のピニオンギヤ３２の少なくとも一方の端部（本実施形態では、両端部）を支持する支持部材３４と、を有する。

個々のピニオンギヤ３２は、例えば、回転軸線３１に重なる中心線ＣＣ周りでピニオンギヤ３２の径方向外方に突き出るギヤ歯部３５を有する本体３６と、本体３６のピニオンギヤ３２における軸方向の一方端（より具体的には、本体３６のサイドギヤ３３ａ，３３ｂにおける径方向外方端）でギヤ歯部３５よりも大径に中心線ＣＣに同軸に円筒形状に形成される外軸部３７ｂと、本体３６のピニオンギヤ３２における軸方向の他方端（より具体的には、本体３６のサイドギヤ３３ａ，３３ｂにおける径方向内方端）から中心線ＣＣに同軸に中心軸ＣＬに向かって突き出るとともに、本体３６よりも小径な内軸部３７ａと、を備える。また、ギヤ歯部３５は、例えば中心線ＣＣ周りで環状に配列されるギヤ歯を有する。

また、外軸部３７ｂのサイドギヤ３３ａ，３３ｂにおける径方向での外端面には例えばデフケース１６（より具体的には、第１カバー部材１８の突起部２６の内側面２６ａ）に受け止められるスライド面３８が規定される。スライド面３８は例えば中心線ＣＣを基準に軸対称の形状に形成される。また、本実施形態のスライド面３８は中心線ＣＣに直交する円形の平面で構成されていればよい。ピニオンギヤ３２は、例えばスライド面３８に倣って第１カバー部材１８の突起部２６の内側面２６ａに形成される平面の受け面３９にスライド自在に受け止められる。また、各々の、突起部２６の受け面３９とピニオンギヤ３２のスライド面３８との間にはワッシャー（図示しない）が介在されていてもよい。

一対のサイドギヤ３３ａ，３３ｂの各々は、例えば、各々の出力軸１３ａ，１３ｂの先端部がそれぞれスプライン嵌合される軸孔４２を有する円筒状の軸部４３と、軸部４３からサイドギヤ３３ａ，３３ｂの径方向外方に離れた位置に在って複数のピニオンギヤ３２に各々噛合するギヤ歯を有する円環状の歯部４４と、軸部４３のサイドギヤ３３ａ，３３ｂの軸方向における先端部から歯部４４の内周端部に向かってサイドギヤ３３ａ，３３ｂの径方向外方に延びる中空平板状に形成される中間壁部４５と、を備える。また、第１サイドギヤ３３ａおよび第２サイドギヤ３３ｂの相対回転は回転軸線３１回りにピニオンギヤ３２の回転を引き起こす。

また、サイドギヤ３３ａ，３３ｂの各々の軸部４３はそれぞれ対応する第１軸受け部２５および第２軸受け部２８に覆われている。また、出力軸１３ａ，１３ｂは対応するサイドギヤ３３ａ，３３ｂの軸孔４２に相対回転不能に挿入される。このようにして個々のサイドギヤ３３ａ，３３ｂはデフケース１６を介して軸受け部材４６ａ，４６ｂに回転自在に支持される。また、サイドギヤ３３ａと第１カバー部材１８、および、サイドギヤ３３ｂと第２カバー部材１９との間には、それぞれサイドギヤ用ワッシャーが介在されていてもよい。

図２および図３に示されるように、支持部材３４は、例えば、中心軸ＣＬ周りでピニオンギヤ３２の内軸部３７ａを支持可能な第１軸孔（第１の支持孔）４７を各々有する複数の内側支持部（第１の支持部）５９と，中心軸ＣＬ周りで複数の内側支持部５９を連結する複数の連結体４８と，を有する環状体５２と、中心軸ＣＬ周りで各々の内側支持部５９のサイドギヤ３３ａ，３３ｂにおける径方向外方に配置されて、各々が複数の連結体４８と連結される複数の外側支持体（外側支持部，第２の支持部）５１と、を有する。また、支持部材３４は、第１カバー部材１８および第２カバー部材１９と接続可能である。

本実施形態では、複数の外側支持体５１および環状体５２は１つの成形体として一体化されている。また、図１から明らかなように、複数の外側支持体５１は、中心軸ＣＬの方向で第１カバー部材１８および第２カバー部材１９に挟まれている。そのため、複数の外側支持体５１によって第１カバー部材１８および第２カバー部材１９の間隔は保持される。

複数の内側支持部５９の各々には、例えば回転軸線３１に同軸の円筒状の空間を区画する第１軸孔４７が形成される。つまり、複数の第１軸孔４７は、例えば、各々のピニオンギヤ３２の一端部（より具体的には、ピニオンギヤ３２の内軸部３７ａ）を支持する小孔として形成される。すなわち、複数の第１軸孔４７は、ピニオンギヤ３２の内軸部３７ａの径よりも大径であり、ピニオンギヤ３２の本体３６の径よりも小径である。また、各々の第１軸孔４７は、各々のピニオンギヤ３２の一端部（他端部，一方の端部，他方の端部）を支持することができる。

また、個々の外側支持体５１は、例えば、サイドギヤ３３ａ，３３ｂにおける径方向外方側となる外方部５６と、サイドギヤ３３ａ，３３ｂにおける径方向内方側となる内方部５５と、を有する。外方部５６は、例えば、第１カバー部材１８の突起部２６の形状に対応した凹状の嵌合部５４を有する。また、嵌合部５４は、少なくともピニオンギヤ３２の最外径よりも大きな空間を有する凹空間が形成できるような凹形状で構成されている。すなわち、第１カバー部材１８の突起部２６は、少なくともピニオンギヤ３２の最外径よりも大きな形状をしている。

内方部５５は、例えば、ピニオンギヤ３２の外軸部３７ｂを支持可能な第２軸孔（第２の支持孔）４９を有する。第２軸孔４９は、例えば、回転軸線３１に同軸であって第１軸孔４７よりも大径の円筒状の空間を区画する。より具体的には、第２軸孔４９は、ピニオンギヤ３２が通ることができるように、少なくともピニオンギヤ３２の最外径よりも大径の孔（大孔）で形成される。また、第２軸孔４９は、各々のピニオンギヤ３２の他端部（一端部，他方の端部，一方の端部）を支持することができる。

個々の外側支持体５１と環状体５２（より具体的には、内側支持部５９）との間には例えば空間５３が形成されている。つまり、空間５３は第１軸孔４７と第２軸孔４９との間に位置されている。また、空間５３にはピニオンギヤ３２の本体３６が位置可能である。すなわち、ピニオンギヤ３２は、外側支持体５１のサイドギヤ３３ａ，３３ｂにおける径方向外方から嵌合部５４を通って第２軸孔４９および第１軸孔４７に挿入されることができる。

次に、本実施形態の作用について説明する。本実施形態の差動装置１１は、エンジンから減速歯車機構１５を介してデフケース１６に回転力を受けた場合に、ピニオンギヤ３２が回転軸線３１回りに自転しないで、デフケース１６と共にデフケース１６の中心軸（回転軸線）ＣＬ回りに公転する。このとき、デフケース１６からピニオンギヤ３２を介して左右のサイドギヤ３３ａ，３３ｂが同速度で回転駆動されて、サイドギヤ３３ａ，３３ｂの駆動力が均等に左右の出力軸１３ａ，１３ｂに伝達される。また、自動車の旋回走行等により左右の出力軸１３ａ，１３ｂに回転速度差が生じるときは、ピニオンギヤ３２が自転しつつデフケース１６の中心軸（回転軸線）ＣＬ回りに公転することで、ピニオンギヤ３２から左右のサイドギヤ３３ａ，３３ｂに対して差動回転を許容しつつ回転駆動力が伝達される。以上は、従来周知の差動装置の作動と同様である。

ところで、差動装置１１の組み立てにあたっては、例えば、以下のようにして行うことができる。まず、第２カバー部材１９の第２軸受け部２８を下にした状態で第２カバー部材１９を台に置く。ここで、サイドギヤ３３ｂと第２カバー部材１９との間に、サイドギヤ用ワッシャーが介在する場合には、第２カバー部材１９の上の適当な位置にサイドギヤ用ワッシャーを配置する。

次に、サイドギヤ３３ｂを第２カバー部材１９の上の適当な位置に配置する。このとき、サイドギヤ用ワッシャーが介在する場合には、サイドギヤ用ワッシャーをサイドギヤ３３ｂの歯部４４の背面となる位置に位置させる。次に、嵌合部５４を上にするようにして、支持部材３４の外側支持体５１を第２カバー部材１９の外周部に各々当接させる。このとき、サイドギヤ３３ｂの歯部４４が支持部材３４によって区画される全ての空間５３を臨むようにサイドギヤ３３ｂを位置させる。

次に、複数のピニオンギヤ３２の各々を、各々のピニオンギヤ３２の内軸部３７ａが中心軸ＣＬ上の中心Ｃを向くようにしたうえで、支持部材３４の各々の外側支持体５１のサイドギヤ３３ａ，３３ｂにおける径方向外方から、第２軸孔４９および第１軸孔４７に向けて挿入する。このとき、各々のピニオンギヤ３２の内軸部３７ａは、支持部材３４の嵌合部５４、第２軸孔４９および空間５３を通って第１軸孔４７まで挿入され、第１軸孔４７に支持される。また、各々のピニオンギヤ３２のギヤ歯部３５は、支持部材３４の嵌合部５４、第２軸孔４９を通って、空間５３でサイドギヤ３３ｂの歯部４４と噛み合う。また、各々のピニオンギヤ３２の外軸部３７ｂは、支持部材３４の嵌合部５４を通って、第２軸孔４９まで挿入され、第２軸孔４９に支持される。

次に、全てのピニオンギヤ３２のギヤ歯部３５とサイドギヤ３３ａの歯部４４とが噛み合うように、サイドギヤ３３ａを全てのピニオンギヤ３２の上に配置する。ここで、サイドギヤ３３ａと第１カバー部材１８との間にサイドギヤ用ワッシャーを介在される場合には、サイドギヤ３３ａの歯部４４の背面となる位置にサイドギヤ用ワッシャーも配置する。

次に、第１カバー部材１８の突起部２６が支持部材３４の嵌合部５４と嵌め合うように、第１カバー部材１８の突起部２６を支持部材３４の嵌合部５４と対応する位置で下側にした状態で、第１カバー部材１８を支持部材３４に接近させ、第１カバー部材１８と支持部材３４とを嵌め合わせて連結させる。これにより、第１カバー部材１８の突起部２６の内側面２６ａと各々のピニオンギヤ３２のスライド面３８とが面で接触可能となる。その後、リング部材２１を第１カバー部材１８、支持部材３４および第２カバー部材１９の連結体に嵌め込む。そして、リング部材２１と第１カバー部材１８、および、リング部材２１と第２カバー部材１９とを各々溶接等の締結手段で結合させる。

本実施形態によれば、第１カバー部材１８は複数のピニオンギヤ３２の一方端側（他方端側，一端側，他端側）を各々覆うことができる複数の突起部２６を有し、支持部材３４は第１カバー部材１８の複数の突起部２６の各々に嵌合する複数の嵌合部５４を有している。これにより、支持部材３４と第１カバー部材１８との嵌め合いでピニオンギヤ３２に対する抜け止めが実現される。そのため、第１カバー部材１８の突起部２６でピニオンギヤ３２の抜け止めを施すことができ、従来ピニオンギヤ３２の抜け止めにあたって必要であったストッパーピンを無くすことができる。これに伴って、従来ピン孔に対するストッパーピンの挿入といった煩雑な作業も無くすことができるので、組み立て作業の効率化が図られ、組み付け性も向上することができる。つまり、本実施形態によれば、部品点数を減らすことができ、組み付け性も向上させることができる。

また、本実施形態によれば、第１カバー部材１８は複数のピニオンギヤ３２のサイドギヤ３３ａ，３３ｂにおける径方向外方側を個々に覆うことができる複数の突起部２６を有しており、支持部材３４は第１カバー部材１８の複数の突起部２６の各々に嵌合する凹状の複数の嵌合部５４が設けられている。そのため、差動装置１１が組み立てられた状態では、第１カバー部材１８の突起部２６は支持部材３４の嵌合部５４に嵌め合わせられる。これにより、差動装置１１の幅狭化に寄与することができる。

また、本実施形態によれば、支持部材３４は、複数のピニオンギヤ３２の各々の一端部（他端部，一方の端部，他方の端部）を支持する複数の第２軸孔４９と、複数のピニオンギヤ３２の各々の他端部（一端部，他方の端部，一方の端部）を支持する複数の第１軸孔４７と、を有している。したがって、支持部材３４単体でピニオンギヤ３２の両端部を支持することができる。これにより、ピニオンギヤ３２に対する支持を安定させることができる。

以上、本発明の実施形態を説明したが、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の設計変更が可能である。

本実施形態では、支持部材はピニオンギヤのサイドギヤにおける径方向の両端部を支持したが、本発明はこれに限らない。本発明では、例えば、支持部材は少なくともピニオンギヤのサイドギヤにおける径方向内方側の端部を支持していればよい。つまり、本発明での支持部材は、第１カバー部材の突起部で覆うことができるピニオンギヤの背面側とは反対側のピニオンギヤの端部を少なくとも支持するようにすればよい。これにより、支持部材とピニオンギヤとの間でトルクを伝達することができるとともに、ピニオンギヤがサイドギヤにおける径方向でサイドギヤとの噛合いから外れてしまうことを防止できる。

また、本実施形態ではシャフトの機能も有するピニオンギヤを構成したが、本発明はこれに限らない。本発明では、例えば、ピニオンギヤとピニオンシャフトとを別体に設けるものであってもよい。このとき、ピニオンシャフト（シャフト，差動ギヤ支持部材）は、一方端部（他方端部）がピニオンギヤ（差動ギヤ）よりも突出するとともに他端（一端）がピニオンギヤの一端（他端）と同一平面を成すように位置されて、ピニオンギヤの内径側からピニオンギヤを支持する。そして、ピニオンシャフトの一端部（他端部，一方の端部，他方の端部）が支持部材の内側支持部の第１軸孔（小孔）で支持され、ピニオンギヤの外軸部が支持部材の外側支持体の第２軸孔（大孔）で支持される。

１１…差動装置、１８…第１カバー部材（一方のカバー部材、他方のカバー部材、ケース、入力部材）、１９…第２カバー部材（他方のカバー部材、一方のカバー部材、ケース、入力部材）、２６…突起部（凸部）、３２…ピニオンギヤ（差動ギヤ）、３３ａ…第１サイドギヤ（サイドギヤ，第１出力ギヤ，出力ギヤ）、３３ｂ…第２サイドギヤ（サイドギヤ，第２出力ギヤ，出力ギヤ）、３４…支持部材、４７…第１軸孔（小孔）、４９…第２軸孔（大孔）、５４…嵌合部。

Claims (2)

1. 複数の差動ギヤ（３２）と、
   前記複数の差動ギヤ（３２）と各々噛み合う１対の出力ギヤ（３３ａ，３３ｂ）と、
   前記複数の差動ギヤ（３２）の各々の一方端側を覆うことができる複数の凸部（２６）を有するとともに一方の前記出力ギヤ（３３ａ）の背面を覆うことができる一方のカバー部材（１８）と、
   他方の前記出力ギヤ（３３ｂ）の背面を覆うことができる他方のカバー部材（１９）と、
   前記複数の凸部（２６）の各々に嵌合する複数の嵌合部（５４）を有し，前記複数の差動ギヤ（３２）の各々の少なくとも他方の端部を支持することができる支持部材（３４）と、を備える、
   差動装置。
2. 前記支持部材（３４）は、
   前記複数の差動ギヤ（３２）の各々の一方の端部を支持する複数の大孔（４９）と、
   前記複数の差動ギヤ（３２）の各々の他方の端部を支持する複数の小孔（４７）と、
   を有する、
   請求項１に記載の差動装置。