JP2019157973A - Differential device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、差動装置、特に第1軸線回りに回転可能な中空のデフケースと、デフケース内に収容されるデフ機構と、デフケース内に外部から潤滑油を導入可能な潤滑油導入手段と、デフケース外周のフランジ部に結合されて、動力源に連なる駆動ギヤと噛合するリングギヤとを備え、デフ機構が、第1軸線と直交する第2軸線上に配置されてデフケースに支持されるピニオンシャフトと、ピニオンシャフトに回転自在に支持されるピニオンギヤと、ピニオンギヤに噛合し第1軸線回りに回転可能な一対のサイドギヤとを有するものに関する。 The present invention relates to a differential, particularly a hollow differential case rotatable around a first axis, a differential mechanism housed in the differential case, lubricating oil introducing means capable of introducing lubricating oil from the outside into the differential case, and a differential case A pinion shaft that is coupled to the outer peripheral flange portion and meshes with a drive gear connected to a power source, and a differential mechanism is disposed on a second axis perpendicular to the first axis and supported by the differential case; The present invention relates to a gear having a pinion gear rotatably supported by a pinion shaft, and a pair of side gears meshed with the pinion gear and rotatable about a first axis.
本発明及び本明細書において、「軸方向」とは、デフケースの軸方向(即ち第1軸線に沿う方向)をいい、また「径方向」とは、デフケースの径方向(即ち第1軸線を中心線とした円の半径方向)をいい、また「周方向」とは、デフケースの周方向(即ち第1軸線を中心線とした円の円周方向)をいう。 In the present invention and the present specification, the “axial direction” refers to the axial direction of the differential case (that is, the direction along the first axis), and the “radial direction” refers to the radial direction of the differential case (that is, centered on the first axis). The “circumferential direction” refers to the circumferential direction of the differential case (that is, the circumferential direction of the circle with the first axis as the center line).
上記差動装置のデフケースを、各々の開放端面を合せ面として互いに結合される一対のケース半体で分割構成したものは、例えば、下記特許文献1に開示されるように既に知られている。 A differential case of the above-described differential device in which a differential case is divided into a pair of case halves that are coupled to each other with each open end face as a mating surface is already known, for example, as disclosed in Patent Document 1 below.
上記した差動装置では、デフケースを分割構成する一対のケース半体間を分離した状態で、デフ機構を組付けたり或いはデフケース内面に対し機械加工を施したりできるため、それら作業を許容するための大きな作業窓をデフケースに設ける必要が元々ない。したがって、特許文献1に示す差動装置においても、デフケースに大きな作業窓は設けられていない。 In the above-described differential device, the differential mechanism can be assembled or the inner surface of the differential case can be machined in a state in which the pair of case halves constituting the differential case are separated from each other. There is no need to provide a large working window in the differential case. Therefore, even in the differential shown in Patent Document 1, a large working window is not provided in the differential case.
このような差動装置では、デフケースが大きな窓孔を持たないことで、デフケースの剛性確保上、有利であるが、その反面、デフケース内に導入された潤滑油のスムーズな排出が困難となり、潤滑油が早期に劣化してデフ機構の焼き付け等の不具合が起きる虞れがある。 In such a differential device, the differential case does not have a large window hole, which is advantageous in ensuring the rigidity of the differential case, but on the other hand, smooth discharge of the lubricating oil introduced into the differential case becomes difficult and lubrication is difficult. There is a risk that the oil will deteriorate early, causing problems such as seizure of the differential mechanism.
また、上記問題を解決するために、分割型のデフケースにおいても大きな窓孔を追加工した場合には、デフケースの剛性強度が低下するばかりか、窓孔の追加工分だけコスト増となってしまう不都合がある。 In addition, in order to solve the above problem, when a large window hole is additionally processed even in the split type differential case, not only the rigidity strength of the differential case is lowered but also the cost is increased by the additional work of the window hole. There is.
本発明は、上記に鑑み提案されたもので、従来装置の上記した問題を簡単な構造で解決可能とした差動装置を提供することを目的とする。 The present invention has been proposed in view of the above, and an object of the present invention is to provide a differential device that can solve the above-described problems of conventional devices with a simple structure.
上記目的を達成するために、本発明は、第1軸線回りに回転可能な中空のデフケースと、前記デフケース内に収容されるデフ機構と、前記デフケース内に外部から潤滑油を導入可能な潤滑油導入手段と、前記デフケース外周のフランジ部に結合されて、動力源に連なる駆動ギヤと噛合するリングギヤとを備え、前記デフ機構は、前記第1軸線と直交する第2軸線上に配置されて前記デフケースに支持されるピニオンシャフトと、該ピニオンシャフトに回転自在に支持されるピニオンギヤと、該ピニオンギヤに噛合し前記第1軸線回りに回転可能な一対のサイドギヤとを有する差動装置において、前記デフケースは、各々の開放端面を合せ面として互いに結合される一対のケース半体を含み、前記一対のケース半体は、前記第1軸線上で互いに同心嵌合する環状凹部及び環状凸部を前記合せ面の一方と他方に有しており、前記環状凸部の先端面と前記環状凹部の内底面とは、軸方向に空隙を挟んで相対向していて、その相対向面により、前記ピニオンシャフトから軸方向に離間した位置で前記デフケースの内面に開口する油溝が形成され、前記合せ面の相互間には、前記ピニオンシャフトが嵌挿されるシャフト孔が形成され、前記シャフト孔と前記ピニオンシャフトとの間には、径方向内方側の端部が前記油溝に連通し且つ径方向外方側の端部が前記デフケースの外部に連通する油通路となる隙間空間が介在することを第1の特徴とする。 In order to achieve the above object, the present invention provides a hollow differential case rotatable around a first axis, a differential mechanism housed in the differential case, and a lubricating oil capable of introducing lubricating oil into the differential case from the outside. Introducing means and a ring gear coupled to a flange portion on the outer periphery of the differential case and meshing with a drive gear connected to a power source, wherein the differential mechanism is disposed on a second axis perpendicular to the first axis. In the differential having a pinion shaft supported by the differential case, a pinion gear rotatably supported by the pinion shaft, and a pair of side gears that mesh with the pinion gear and can rotate about the first axis, the differential case includes: A pair of case halves coupled to each other with each open end face serving as a mating surface, and the pair of case halves are connected to each other on the first axis. An annular concave portion and an annular convex portion that are fitted to each other are provided on one and the other of the mating surfaces, and the tip surface of the annular convex portion and the inner bottom surface of the annular concave portion are opposed to each other with a gap in the axial direction. In addition, an oil groove that opens to the inner surface of the differential case is formed at a position spaced apart from the pinion shaft in the axial direction by the opposing surfaces, and the pinion shaft is inserted between the mating surfaces. A shaft hole is formed, and between the shaft hole and the pinion shaft, a radially inner end communicates with the oil groove and a radially outer end communicates with the outside of the differential case. The first feature is that a gap space serving as an oil passage is interposed.
また本発明は、第1の特徴に加えて、前記環状凸部が、前記ピニオンシャフトに対応する部位で周方向に一部切欠かれていて、その切欠部を介して前記油溝と前記隙間空間とが連通していることを第2の特徴とする。 According to the present invention, in addition to the first feature, the annular convex portion is partially cut away in a circumferential direction at a portion corresponding to the pinion shaft, and the oil groove and the gap space are interposed through the cutout portion. Is a second feature.
また本発明は、第2の特徴に加えて、前記デフケースの内面には、前記ピニオンギヤの背面をピニオンワッシャを介して回転自在に支持するピニオン支持面が凹状に形成され、前記油溝の、前記デフケースの内面への開口部は、前記ピニオン支持面の、前記ピニオンワッシャとの当接面よりも軸方向外方側に配置されることを第3の特徴とする。 According to the present invention, in addition to the second feature, a pinion support surface that rotatably supports the back surface of the pinion gear via a pinion washer is formed in a concave shape on the inner surface of the differential case, A third feature is that the opening to the inner surface of the differential case is disposed on the axially outer side of the contact surface of the pinion support surface with the pinion washer.
さらに本発明は、第1〜第3の何れかの特徴に加えて、前記環状凹部を有する一方のケース半体の、他方のケース半体に対する合せ面が、前記第1軸線と直交する平面に形成され、前記他方のケース半体の、前記一方のケース半体との合せ面には、前記平面と協働して前記シャフト孔を形成する横断面U字状の溝部が凹設されることを第4の特徴としている。 Furthermore, in addition to any one of the first to third features, the present invention provides a mating surface of one case half having the annular recess with respect to the other case half in a plane perpendicular to the first axis. A groove portion having a U-shaped cross section that forms the shaft hole in cooperation with the flat surface is recessed in the mating surface of the other case half formed with the one case half. Is the fourth feature.
第1の特徴によれば、デフケース内の潤滑油の一部は遠心力で、一対のケース半体相互の合せ面(特に同心嵌合する環状凸部及び環状凹部の相対向面)に形成した油溝に入り、そこから両ケース半体の合せ面間に形成したシャフト孔に到達する。そして、その到達した潤滑油は、シャフト孔とピニオンシャフトとの隙間空間即ち油通路を遠心力の作用で径方向外方側に流れ、この油通路の径方向外方側の端部からデフケース外に排出される。これにより、デフケースに大きな窓孔を特設せずとも、デフケース内の潤滑油をケース外にスムーズに排出できて、デフ機構を潤滑する油をデフケースの内外で効率よく流通させることができるため、デフ機構各部の焼付き防止に寄与することができる。しかも潤滑油の排出路となる上記した油溝及びシャフト孔内の隙間空間は、両ケース半体相互の合せ面相互のクリアランスを利用したものであるため、潤滑油の排出路構造を頗る簡素化でき、コスト節減に大いに寄与することができる。 According to the first feature, a part of the lubricating oil in the differential case is formed on the mating surfaces of the pair of case halves (particularly, the opposing surfaces of the annular convex portion and the annular concave portion that are concentrically fitted) by centrifugal force. It enters the oil groove and reaches the shaft hole formed between the mating surfaces of both case halves. Then, the reached lubricating oil flows in the gap space between the shaft hole and the pinion shaft, that is, the oil passage to the radially outer side by the action of centrifugal force, and from the radially outer end of the oil passage to the outside of the differential case. To be discharged. As a result, without specially providing a large window hole in the differential case, the lubricating oil in the differential case can be smoothly discharged out of the case, and the oil for lubricating the differential mechanism can be efficiently distributed inside and outside the differential case. This can contribute to preventing seizure of each part of the mechanism. In addition, the oil groove and the clearance space in the shaft hole, which serve as the lubricating oil discharge path, use the clearance between the mating surfaces of the two case halves, thus simplifying the structure of the lubricating oil discharge path. And can greatly contribute to cost savings.
また第2の特徴によれば、両ケース半体の合せ面の一方に設けた環状凸部が、ピニオンシャフトに対応する部位で周方向に一部切欠かれていて、その切欠部を介して油溝と上記隙間空間とが連通するので、環状凸部に切欠部を設けるだけの簡単な連通構造で、上記油溝と隙間空間との間の連通路が得られ、これにより、更なる構造簡素化、延いてはコスト節減に寄与することができる。 According to the second feature, the annular convex portion provided on one of the mating surfaces of both case halves is partially cut away in the circumferential direction at a portion corresponding to the pinion shaft, and oil is passed through the cutout portion. Since the groove and the gap space communicate with each other, a simple communication structure in which a notch is provided in the annular convex portion provides a communication path between the oil groove and the gap space, thereby further simplifying the structure. Can contribute to cost savings.
また第3の特徴によれば、デフケースの内面には、ピニオンギヤの背面をピニオンワッシャを介して回転自在に支持するピニオン支持面が凹状に形成され、油溝の、デフケース内面への開口部は、ピニオン支持面のピニオンワッシャ当接面よりも軸方向外方側に配置されるので、前述のように油通路となる隙間空間がシャフト孔内に形成されても、その隙間空間の、径方向内端側の開口部をピニオンワッシャやピニオンギヤ背面により塞ぐことができる。しかも油溝の開口を、ピニオンシャフトやピニオン支持面のピニオンワッシャ当接面に対し軸方向外方側に十分にオフセット配置できるため、デフケース内面の最大径部(即ちピニオンシャフトやピニオンギヤの対応部位を含む全周領域)に潤滑油を溜め易くなり、その最大径部から油溝或いは隙間空間の側への潤滑油の流出量が抑えられる。これにより、ピニオンギヤ各部(例えば歯部、背面、ピニオンシャフト嵌合部等)を効率よく潤滑可能となる。 According to the third feature, the inner surface of the differential case is formed with a concave pinion support surface that rotatably supports the back surface of the pinion gear via a pinion washer, and the oil groove has an opening to the inner surface of the differential case. Since the pinion support surface is disposed on the axially outer side than the pinion washer contact surface, even if the clearance space serving as the oil passage is formed in the shaft hole as described above, the clearance space in the radial direction The opening on the end side can be closed by the pinion washer or the back surface of the pinion gear. Moreover, since the oil groove opening can be sufficiently offset axially outward from the pinion washer contact surface of the pinion shaft or pinion support surface, the maximum diameter portion of the inner surface of the differential case (i.e., the corresponding portion of the pinion shaft or pinion gear) The lubricating oil can be easily stored in the entire peripheral area including the oil, and the amount of lubricating oil flowing out from the maximum diameter portion toward the oil groove or the gap space can be suppressed. Thereby, each part (for example, tooth part, back, pinion shaft fitting part, etc.) of the pinion gear can be efficiently lubricated.
また第4の特徴によれば、環状凹部を有する一方のケース半体の、他方のケース半体に対する合せ面が、第1軸線と直交する平面に形成され、他方のケース半体の、一方のケース半体との合せ面には、平面と協働してシャフト孔を形成する横断面U字状の溝部が凹設されるので、一方のケース半体は、これの上記合せ面を平面化し得たことで、構造簡素化が図られるばかりか加工が容易となり、また他方のケース半体の上記合せ面においても、シャフト孔を得るのに単にU字状の溝加工を行うだけで足りて孔加工は不要であることから、加工容易でコスト節減に大いに寄与することができる。 According to the fourth feature, the mating surface of one case half having an annular recess with respect to the other case half is formed in a plane perpendicular to the first axis, and one case half of the other case half A groove portion having a U-shaped cross section that forms a shaft hole in cooperation with the flat surface is formed in the mating surface with the case half body so that one case half body is flattened with the mating surface. As a result, the structure is simplified and the machining is facilitated. Also, the U-shaped groove need only be formed in the mating surface of the other case half to obtain the shaft hole. Since drilling is not required, machining is easy and it can greatly contribute to cost saving.
本発明の実施形態を添付図面に基づいて以下に説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.
図1において、車両(例えば自動車)のミッションケース9内には、図示しない動力源(例えば車載のエンジン)からの動力を左右の車軸11,12に分配して伝達する差動装置Dが収容される。差動装置Dは、デフケースCと、デフケースCに内蔵されるデフ機構20とを備える。
In FIG. 1, a transmission case 9 of a vehicle (for example, an automobile) houses a differential device D that distributes power from a power source (not shown) (for example, an in-vehicle engine) to the left and right axles 11 and 12 for transmission. The The differential device D includes a differential case C and a
デフケースCは、各々の開放端面を合せ面f1,f2として相互間が着脱可能に結合される左右の第1,第2ケース半体C1,C2より分割構成される。 The differential case C is divided into left and right first and second case halves C1 and C2 that are detachably coupled to each other with their open end faces as mating faces f1 and f2.
左右の第1,第2ケース半体C1,C2は、概略半球状に形成される本体部Cm1,Cm2と、本体部Cm1,Cm2の軸方向外側部に一体に連設されて軸方向に延びる軸受ボスCb1,Cb2と、本体部Cm1,Cm2の外周部に径方向外向きに一体に形成されて、第1軸線X1を中心とした円周方向に延びるフランジ半体Cf1,Cf2とを各々備えている。 The left and right first and second case halves C1 and C2 are integrally connected to the main body portions Cm1 and Cm2 formed in a substantially hemispherical shape and the axially outer portions of the main body portions Cm1 and Cm2, and extend in the axial direction. Bearing bosses Cb1 and Cb2 and flange halves Cf1 and Cf2 that are integrally formed radially outwardly on the outer periphery of the body portions Cm1 and Cm2 and extend in the circumferential direction around the first axis X1 are provided. ing.
左右の軸受ボスCb1,Cb2は、それらの外周側において軸受13,14を介してミッションケース9に第1軸線X1回りに回転自在に支持される。また、左右の軸受ボスCb1,Cb2の内周面には、左右の車軸(ドライブ軸)11,12がそれぞれ回転自在に嵌合されると共に、潤滑油引込み用の螺旋溝15,16(図1,図4参照)が設けられる。螺旋溝15,16は、軸受ボスCb1,Cb2と車軸11,12との相対回転に伴いミッションケース9内の潤滑油をデフケースC内に送り込むねじポンプ作用を発揮し得るものであって、本発明の潤滑油導入手段の一例である。
The left and right bearing bosses Cb1 and Cb2 are rotatably supported around the first axis X1 by the transmission case 9 via
第1,第2ケース半体C1,C2は、左右の本体部Cm1,Cm2の相対向する開放端面相互が突き合わされ且つ左右のフランジ半体Cf1,Cf2の対向側面相互が突き合わされた状態で、後述する複数のボルトBで着脱可能に結合される。左右のフランジ半体Cf1,Cf2は、互いに重ね合わせてデフケースC外周のフランジ部Cfを構成するものであり、その重ね合わせ状態で両フランジ半体Cf1,Cf2は、リングギヤRと共に複数のボルトBで共締めされる。 The first and second case halves C1 and C2 are in a state where the opposed open end surfaces of the left and right body portions Cm1 and Cm2 are abutted and the opposed side surfaces of the left and right flange halves Cf1 and Cf2 are abutted. A plurality of bolts B described later are detachably coupled. The left and right flange halves Cf1 and Cf2 are overlapped with each other to form a flange portion Cf on the outer periphery of the differential case C. In the overlapped state, the two flange halves Cf1 and Cf2 are coupled with the ring gear R by a plurality of bolts B. It is tightened together.
リングギヤRは、例えばエンジンに連なる変速装置の出力部となる駆動ギヤ8と噛合する。これにより、駆動ギヤ8からの回転駆動力は、リングギヤRを介してピニオンシャフト21及びデフケースCに伝達される。
The ring gear R meshes with, for example, a drive gear 8 that serves as an output unit of a transmission connected to the engine. Thereby, the rotational driving force from the drive gear 8 is transmitted to the
また、リングギヤRは、本実施形態ではヘリカルギヤ状の歯部Ragを外周に有するリム部Raと、このリム部Raの内周面から一体に突出するリング板状のスポーク部Rbとを備えている。スポーク部Rbは、第2フランジ半体Cf2の外側面に設けた環状段部51に同心状に嵌合され、その嵌合状態は、スポーク部Rb及び第2フランジ半体Cf2を貫通して第1フランジ半体Cf1に螺挿、緊締される複数のボルトBにより保持される。
Further, in the present embodiment, the ring gear R includes a rim portion Ra having a helical gear-shaped tooth portion Rag on the outer periphery, and a ring plate-like spoke portion Rb protruding integrally from the inner peripheral surface of the rim portion Ra. . The spoke portion Rb is concentrically fitted to an
尚、図1において、歯部Ragは、表示を簡略化するために、歯筋に沿う断面表示とした。 In FIG. 1, the tooth portion Rag is a cross-sectional display along the tooth trace to simplify the display.
デフ機構20は、デフケースCの中心部で第1軸線X1と直交する第2軸線X2上に配置されてデフケースCに支持されるピニオンシャフト21と、ピニオンシャフト21に回転自在に支持される一対のピニオンギヤ22,22と、各ピニオンギヤ22と噛合する左右のサイドギヤ23,23とを備える。左右のサイドギヤ23,23は、デフ機構20の出力ギヤとして機能するものであり、それらサイドギヤ23,23の内周面には、左右の車軸11,12の内端部がそれぞれスプライン嵌合される。
The
ピニオンギヤ22及びサイドギヤ23の各々の背面は、デフケースCの内面Ciにピニオンワッシャ25及びサイドギヤワッシャ26を介して回転自在に支承される。尚、デフケースCの内面Ciは、本実施形態では球面状のものを例示したが、これをテーパ面、或いは第1軸線X1又は第2軸線X2と直交する平坦面としてもよい。
The back surfaces of the
ピニオンシャフト21は、中間部がデフケースCの後述するシャフト孔40に嵌挿されると共に、両端部が、リングギヤRの内周端(即ちスポークRbの内周面)に設けた係合凹部Rbiに係合することでシャフト孔40からの離脱が阻止される。
The
而して、リングギヤRからフランジ部Cfを経てデフケースCに伝達された回転駆動力は、デフ機構20を介して左右の車軸11,12に対し差動回転を許容されつつ分配伝達される。尚、このようなデフ機構20の動力分配機能は従来周知であるので、これ以上の説明を省略する。
Thus, the rotational driving force transmitted from the ring gear R to the differential case C via the flange portion Cf is distributed and transmitted to the left and right axles 11 and 12 through the
ところで第1,第2ケース半体C1,C2は、第1軸線X1上で互いに同心嵌合する環状凹部31及び環状凸部32を、両ケース半体C1,C2相互の合せ面f1,f2の一方と他方に有する。
By the way, the first and second case halves C1 and C2 have an annular
本実施形態において、第1ケース半体C1の開放端面、即ち第2ケース半体C2との合せ面f1は、第1ケース半体C1の本体部Cm1の大径端部の端面と、これに面一に連続するフランジ半体Cf1の内側面とで、第1軸線X1と直交する平面に構成される。その合せ面f1の径方向内端部には、合せ面f1から軸方向外方側(図1で左側)に一段窪ませて環状凹部31が形成される。しかも環状凹部31は、合せ面f1のみならず、デフケースC(第1ケース半体C1)の内面Ciにも開口する。
In the present embodiment, the open end surface of the first case half C1, that is, the mating surface f1 with the second case half C2, is the end surface of the large diameter end of the main body Cm1 of the first case half C1 and the end surface thereof. The inner surface of the flange half Cf1 that is flush with the first surface is configured as a plane orthogonal to the first axis X1. An
一方、第2ケース半体C2の開放端面、即ち第1ケース半体C1との合せ面f2は、第2ケース半体C2の本体部Cm2の大径端部の端面と、これに面一に連続するフランジ半体Cf2の内側面とで、第1軸線X1と直交する平面に構成される。その合せ面f2の径方向内端部には、合せ面f2から軸方向外方側(図1で左側)に一段張出す環状凸部32が形成される。しかも環状凸部32の内周面は、デフケースC(第2ケース半体C2)の内面Ciの一部を構成している。
On the other hand, the open end face of the second case half C2, that is, the mating face f2 with the first case half C1, is flush with the end face of the large diameter end of the main body Cm2 of the second case half C2. It is comprised in the plane orthogonal to the 1st axis line X1 by the inner surface of the continuous flange half body Cf2. An annular
そして、環状凸部32の軸方向の先端面32tと、環状凹部31の軸方向の内底面31bとは、軸方向に空隙を挟んで相対向しており。その相対向面により、ピニオンシャフト21から軸方向に離間した位置でデフケースCの内面Ciに開口する環状の油溝34が形成される。
The axial
更に第1,第2ケース半体C1,C2の合せ面f1,f2の相互間には、ピニオンシャフト21が嵌挿されるシャフト孔40が形成される。このシャフト孔40は、図7に明示されるように、第2ケース半体C2側の合せ面f2にピニオンシャフト21を受容すべく凹設された横断面U字状の溝部43と、溝部43の開放面を塞ぐ平面よりなる第1ケース半体C1側の合せ面f1とにより形成される。
Further, a
また本実施形態では、図6及び図7に示すように、シャフト孔40とピニオンシャフト21との間に、シャフト孔40内でのピニオンシャフト21の少なくとも軸方向の移動を多少許容する遊隙41bが設けられる。尚、そのような遊隙41bを設けない設定も可能である。
Further, in this embodiment, as shown in FIGS. 6 and 7, a
第2ケース半体C2の外側面には、溝部43に対応してその背面側を十分な肉厚で覆う半円筒状のボス部44が一体に突設される。このボス部44は、フランジ半体Cf2の根元部分で終わっており、フランジ半体Cf2には、ボス部44(従って溝部43)の径方向外端に連なる部位に、径方向外方側が開放された切欠部52が形成される。切欠部52は、ピニオンシャフト21の両端部外周面をデフケースC外に露出させる。
A
そして、シャフト孔40を形成する溝部43が横断面U字状であり且つ合せ面f1が平面であることで、シャフト孔40の内面とピニオンシャフト21の外周面との間には、図7に明示したようなピニオンシャフト21に沿って(即ちデフケースCの径方向に)延びる隙間空間41が形成される。その隙間空間41には、溝部43の平坦な両内側面と、それらと直交する合せ面f1の平面とに対応して形成される一対のコーナ対応空間部41aと、前記した軸方向の遊隙41bとが含まれる。
And since the
この隙間空間41は、径方向内方側の端部が油溝34に連通し且つ径方向外方側の端部がデフケースCの外部に開放した油通路として機能する。
The
また上記のように隙間空間41の径方向内方側の端部を油溝34と連通させるために、環状凸部32は、ピニオンシャフト21に対応する部位が周方向に一部切欠かれている。即ち、その環状凸部32の切欠部32kは、これを介して隙間空間41と油溝34とを連通させる。尚、切欠部32kは、第2ケース半体C2と一体成形してもよいし、或いは第2ケース半体C2の成形後に後加工で形成してもよい。
Further, as described above, in order to allow the end portion on the radially inner side of the
図5に示されるように、デフケースCの球面状をなす内面Ciには、第2軸線X2の周辺でピニオンギヤ22の背面をピニオンワッシャ25を介して支持するピニオン支持面Cipが僅かに凹状に形成されている。そして、油溝34の開口部は、ピニオン支持面Cipの、ピニオンワッシャ25との当接面54よりも軸方向外方側に配置(図6参照)される。
As shown in FIG. 5, the pinion support surface Cip that supports the back surface of the
次に前記実施形態の作用を説明する。 Next, the operation of the embodiment will be described.
デフケースCの第1,第2ケース半体C1,C2は、その全体が金属材料(例えばアルミ、アルミ合金、鋳鉄等)で一体成形(例えば鍛造成形、鋳造成形)され、その成形後に適宜、第1,第2ケース半体C1,C2の各部に対し機械加工が施され、製品(第1,第2ケース半体C1,C2)の最終形態に仕上げられる。 The first and second case halves C1 and C2 of the differential case C are integrally formed of a metal material (for example, aluminum, aluminum alloy, cast iron, etc.) (for example, forging or casting), and after the forming, the first half The parts of the first and second case halves C1 and C2 are machined to finish the final form of the product (first and second case halves C1 and C2).
そして、差動装置Dの組立に際しては、第1,第2ケース半体C1,C2相互を分離した状態でその相互間にデフ機構20の各構成要素、即ちピニオンシャフト21、ピニオンギヤ22及びサイドギヤ23をセットしながら、第1,第2ケース半体C1,C2の合せ面f1,f2相互を突き合わせる。その際に合せ面f1,f2の環状凹部31及び環状凸部32を嵌合させることで両ケース半体C1,C2を正しく同心配置する。
When assembling the differential device D, the first and second case halves C1 and C2 are separated from each other, and each component of the
次いで、リングギヤRのスポーク部Rbの内周端部を第2ケース半体C2側面の環状段部51に同心嵌合させ、複数のボルトBでリングギヤR及びフランジ半体Cf1,Cf2を共締めする。この共締め状態でリングギヤRは、これのスポーク部Rb内周の係合凹部Rbiがピニオンシャフト21の両端に係合することで、ピニオンシャフト21のシャフト孔40からの抜け出しが阻止され且つリングギヤRとピニオンシャフト21とが直接トルク伝達できるように連結される。
Next, the inner peripheral end portion of the spoke portion Rb of the ring gear R is concentrically fitted to the
そして、デフ機構20を収納したデフケースCの第1,第2軸受ボスCb1,Cb2を軸受13,14を介してミッションケース9に回転自在に支持し、更に左右の車軸11,12の内端部を第1,第2軸受ボスCb1,Cb2に挿入し且つ左右のサイドギヤ23,23の内周にスプライン嵌合することで、差動装置Dの自動車への組付けが終了する。
The first and second bearing bosses Cb1 and Cb2 of the differential case C housing the
差動装置Dが差動機能を果たすとき、デフケースCの左右の軸受ボスCb1,Cb2と車軸11,12とが相対回転し、これに伴い、軸受ボスCb1,Cb2内周の螺旋溝15,16がミッションケース9内の潤滑油をデフケースC内に送り込むねじポンプ作用を発揮する。これにより、デフケースCに窓孔が無くても、デフケースC外の潤滑油をデフケースC内のデフ機構20へ十分に導入可能となる。
When the differential device D performs a differential function, the left and right bearing bosses Cb1 and Cb2 of the differential case C and the axles 11 and 12 rotate relative to each other, and accordingly, the
ところでデフケースC内に導入されデフ機構20各部を潤滑した潤滑油の一部は、遠心力で第1,第2ケース半体C1,C2の合せ面f1,f2、特に同心嵌合する環状凹部31及び環状凸部32の軸方向対向面間の環状油溝34に流入する。その流入した潤滑油は、環状油溝34を周方向に流れ、図6の矢印aで例示したように環状凸部32の切欠部32kから、合せ面f1,f2間に形成したシャフト孔40内の隙間空間41に到達する。そして、その到達した潤滑油は、遠心力の作用で、更にシャフト孔40内の隙間空間41を径方向外方側に流れ、その径方向外方側の端部からデフケースC外にスムーズに排出される。
By the way, a part of the lubricating oil introduced into the differential case C and lubricated each part of the
これにより、デフケースCに大きな窓孔を特設せずとも、デフケースC内の潤滑油をデフケースC外に円滑に排出できて、デフ機構20を潤滑する油をデフケースCの内外で効率よく流通、入替させることができるため、デフ機構20各部の潤滑機能が良好に発揮され、デフ機構20各部の焼付き防止に寄与することができる。また、デフ機構20のギヤ噛合等により発生した摩耗金属粉が潤滑油と共にデフケースC外に排出されずに残留したままだと、デフ機構20各部からの異音発生やデフ機構20の耐久性低下の要因となる虞れがあるが、本実施形態では、上記のようにデフケースCの内外で潤滑油が効率よく流通、入替可能であるため、金属摩耗粉がデフケースC内に大量に残留するのを防止してデフ機構20の作動円滑化、耐久性向上が図られる。
Accordingly, the lubricating oil in the differential case C can be smoothly discharged out of the differential case C without specially providing a large window hole in the differential case C, and the oil for lubricating the
しかもデフケースC外への潤滑油の排出路となる上記した油溝34及びシャフト孔40内の隙間空間41は、第1,第2ケース半体C1,C2相互の合せ面f1,f2相互のクリアランスを利用したものであるため、デフケースCにおける潤滑油の排出路構造を頗る簡素化でき、従って、デフケースCに大きな窓孔を追加工する必要もないので、コスト節減が達成される。尚、第1,第2ケース半体C1,C2を鍛造成形する場合には、窓孔が成形不要となることで、それだけ鍛造用金型の構造が簡素化され、更なるコスト節減が図られる。
In addition, the
また本実施形態では、第2ケース半体C2の、第1ケース半体C1との合せ面f2に設けた環状凸部32が、ピニオンシャフト21に対応する部位で周方向に一部切欠かれていて、その切欠部32kを介して上記隙間空間41と油溝34とが連通している。これにより、環状凸部32を周方向に一部切欠くだけの簡単な連通構造で、油溝34と、シャフト孔40内の隙間空間41(油通路)との間を連通させることができるため、更なる構造簡素化、延いてはコスト節減が達成される。
In the present embodiment, the annular
また本実施形態のデフケースCの内面Ciには、ピニオンギヤ22の背面Ciをピニオンワッシャ25を介して回転自在に支持するピニオン支持面Cipが、内面Ciより僅かに凹状に形成され、油溝34の、デフケース内面Ciへの開口部は、ピニオン支持面Cipの、ピニオンワッシャ25との当接面54よりも軸方向外方側に配置される。
Further, on the inner surface Ci of the differential case C of the present embodiment, a pinion support surface Cip that rotatably supports the rear surface Ci of the
これにより、シャフト孔40内に油通路となる隙間空間41が形成されたり或いは隙間空間41と油溝34とを連通させるために環状凸部32に切欠部32kが設けられても、それら隙間空間41や切欠部32kの、径方向内端側の開口部は、伝動時においてピニオンワッシャ25やピニオンギヤ22背面により全部又は大部分が塞がれる。しかも油溝34の開口位置を、ピニオンワッシャ25やピニオン支持面Cipのピニオンワッシャ当接面54に対して軸方向外方側に十分にオフセット配置できるため、デフケース内面Ciの最大径部(即ちピニオンシャフト21やピニオンギヤ22の対応部位を含む全周領域)に潤滑油を溜め易くなり、即ち、その最大径部から油溝34或いは隙間空間41の側への潤滑油の流出量が抑えられる。その結果、ピニオンギヤ22の各部(例えば歯部、背面、ピニオンシャフト嵌合部等)を効率よく潤滑可能となる。
As a result, even if a
また本実施形態の第1ケース半体C1の、第2ケース半体C2に対する合せ面f1が、第1軸線X1と直交する平面に形成され、第2ケース半体C2の、第1ケース半体C1との合せ面f2には、合せ面f1の平面と協働してシャフト孔40を形成する横断面U字状の溝部43が凹設される。これにより、第1ケース半体C1は、これの合せ面f1を平面化し得たことで、構造簡素化が図られるばかりか加工が容易となる。また第2ケース半体C2の合せ面f2についても、ピニオンシャフト21をリングギヤRで固定し、デフケースCに接触させない構成であることにより、シャフト孔40を得るに当たり単なるU字状の溝加工だけで済み、孔加工や特殊形状の溝加工は不要である。これにより、加工工程が容易でコスト節減が図られる。この効果は、特に第2ケース半体C2を鍛造成形する場合にコスト面で有利となる。
Further, the mating surface f1 of the first case half C1 of the present embodiment with respect to the second case half C2 is formed on a plane orthogonal to the first axis X1, and the first case half of the second case half C2 is formed. A
また本実施形態の第1,第2ケース半体C1,C2は、互いに重ね合わせてフランジ部Cfを構成する第1,第2フランジ半体Cf1,Cf2を外周端部にそれぞれ一体に有しており、第1,第2フランジ半体Cf1,Cf2とリングギヤRのスポーク部Rbとが共通のボルトBで締結され、スポーク部Rbの内周部(係合凹部Rbi)にピニオンシャフト21の両端部がトルク伝達可能に凹凸係合されている。
Further, the first and second case halves C1 and C2 of the present embodiment integrally have first and second flange halves Cf1 and Cf2 that are overlapped with each other to form the flange portion Cf, respectively, at the outer peripheral end portions. The first and second flange halves Cf1 and Cf2 and the spoke portion Rb of the ring gear R are fastened by a common bolt B, and both end portions of the
これにより、デフケースCを二分割しても、その両ケース半体C1,C2及びリングギヤRを簡単な結合構造で締結することができる。しかもリングギヤRからピニオンシャフト21側へ回転トルクを直接伝達できる点と、ピニオンシャフト21がシャフト孔40に軸方向に多少の遊隙41bを存してフローティング支持される点とが相俟って、伝動時における個々のケース半体C1,C2の荷重負担軽減を図ることができる。この効果は、特にケース半体C1,C2を比較的低剛性の材料(例えばアルミ、アルミ合金等)で成形する場合に有利となる。
Thereby, even if the differential case C is divided into two, the case halves C1 and C2 and the ring gear R can be fastened with a simple coupling structure. In addition, the point that the rotational torque can be directly transmitted from the ring gear R to the
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は、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。 As mentioned above, although embodiment of this invention was described, this invention is not limited to embodiment, A various design change is possible in the range which does not deviate from the summary.
例えば、上記実施形態では、差動装置Dを車両用差動装置に実施したものを示したが、本発明では、差動装置Dを車両以外の種々の機械装置に実施してもよい。 For example, in the above embodiment, the differential device D is implemented as a vehicle differential device. However, in the present invention, the differential device D may be implemented in various mechanical devices other than the vehicle.
また、前記実施形態では、デフケースCのフランジ部CfとリングギヤRとの結合を複数のボルトBで結合するものを例示したが、本発明では、フランジ部CfとリングギヤRとの結合を溶接(例えばレーザ溶接、電子ビーム溶接等)するようにしてもよい。 In the above embodiment, the coupling between the flange portion Cf of the differential case C and the ring gear R is exemplified by a plurality of bolts B. However, in the present invention, the coupling between the flange portion Cf and the ring gear R is welded (for example, (Laser welding, electron beam welding, etc.).
また前記実施形態では、リングギヤRの歯部Ragをヘリカルギヤ状としたものを示したが、本発明のリングギヤは、実施形態に限定されず、例えば、ベベルギヤ、ハイポイドギヤ、スパーギヤ等でもよい。 In the above-described embodiment, the tooth portion Rag of the ring gear R has a helical gear shape. However, the ring gear of the present invention is not limited to the embodiment, and may be a bevel gear, a hypoid gear, a spur gear, or the like.
また前記実施形態では、シャフト孔40を一方のケース半体C1の合せ面f1(平面)と、他方のケース半体C2の合せ面f2の溝部43とにより形成したものを示したが、合せ面f1側にも、溝部43と対向する溝部を凹設して、両合せ面f1,f2の溝部相互間でシャフト孔40を形成するようにしてもよい。
In the above embodiment, the
また前記実施形態では、軸受ボスCb1,Cb2の内周面に設けた潤滑油引込み用の螺旋溝15,16を潤滑油導入手段の一例として示したが、潤滑油導入手段は、実施形態に限定されない。例えば、螺旋溝15,16に代えて又は加えて、車軸11,12や、サイドギヤ23の背面に長く延設してデフケースC外に延びるサイドギヤボス等に潤滑油導入手段となる潤滑油路や、螺旋溝を設けてもよい。或いは、ミッションケース9の天井部や側壁部からシャフト孔40の外端開口部(隙間空間41)に向けて潤滑油を噴射又は滴下させる手段を潤滑油導入手段としてもよい。
In the above-described embodiment, the
また、前記実施形態では、油溝34と、シャフト孔40内の隙間空間41との間を連通させる連通手段として、環状凸部32に設けた周方向の切欠部32kを用いたものを示したが、連通手段は、実施形態に限定されない。例えば、第1又は第2ケース半体C1(C2)に設けた連通孔により、油溝34と隙間空間41との間を連通させるようにしてもよい。
Moreover, in the said embodiment, what used the
また前記実施形態では、環状凹部31及び環状凸部32は、周方向に連続していたが、それら環状凹部31及び環状凸部32の形状は実施形態に限定されず、例えば、不連続部分を一部に有する環状凹部及び環状凸部であってもよい。
Moreover, in the said embodiment, although the annular recessed
C・・・・・・デフケース
C1・・・・・第1ケース半体(一方のケース半体)
C2・・・・・第2ケース半体(他方のケース半体)
Cf・・・・・フランジ部
Ci・・・・・デフケースの内面
Cip・・・・ピニオン支持面
D・・・・・・差動装置
f1,f2・・合せ面
R・・・・・・リングギヤ
Rag・・・・歯部
X1,X2・・第1,第2軸線
8・・・・・・駆動ギヤ
15,16・・螺旋溝(潤滑油導入手段)
20・・・・・デフ機構
21・・・・・ピニオンシャフト
22・・・・・ピニオンギヤ
23・・・・・サイドギヤ
25・・・・・ピニオンワッシャ
31・・・・・環状凹部
32・・・・・環状凸部
32k・・・・切欠部
34・・・・・油溝
40・・・・・シャフト孔
41・・・・・隙間空間
43・・・・・溝部
54・・・・・ピニオン支持面のピニオンワッシャとの当接面
C ··· Differential case C1 ··· First case half (one case half)
C2 ... Second case half (the other case half)
Cf: Flange Ci: Inner surface Cip of differential case ... Pinion support surface D ... Differential gear f1, f2 ... Mating surface R ... Ring gear Rag ... tooth part X1, X2 ... first and second axis 8 ... drive gears 15, 16 ... spiral groove (lubricant introduction means)
20...
Claims (4)
前記デフケース(C)内に収容されるデフ機構(20)と、
前記デフケース(C)内に外部から潤滑油を導入可能な潤滑油導入手段(15,16)と、
前記デフケース(C)外周のフランジ部(Cf)に結合されて、動力源に連なる駆動ギヤ(8)と噛合するリングギヤ(R)とを備え、
前記デフ機構(20)は、前記第1軸線(X1)と直交する第2軸線(X2)上に配置されて前記デフケース(C)に支持されるピニオンシャフト(21)と、該ピニオンシャフト(21)に回転自在に支持されるピニオンギヤ(22)と、該ピニオンギヤ(22)に噛合し前記第1軸線(X1)回りに回転可能な一対のサイドギヤ(23)とを有する差動装置において、
前記デフケース(C)は、各々の開放端面を合せ面(f1,f2)として互いに結合される一対のケース半体(C1,C2)を含み
前記一対のケース半体(C1,C2)は、前記第1軸線(X1)上で互いに同心嵌合する環状凹部(31)及び環状凸部(32)を前記合せ面(f1,f2)の一方と他方に有しており、
前記環状凸部(32)の先端面(32t)と前記環状凹部(31)の内底面(31b)とは、軸方向に空隙を挟んで相対向していて、その相対向面により、前記ピニオンシャフト(21)から軸方向に離間した位置で前記デフケース(C)の内面(Ci)に開口する油溝(34)が形成され、
前記合せ面(f1,f2)の相互間には、前記ピニオンシャフト(21)が嵌挿されるシャフト孔(40)が形成され、
前記シャフト孔(40)と前記ピニオンシャフト(21)との間には、径方向内方側の端部が前記油溝(34)に連通し且つ径方向外方側の端部が前記デフケース(C)の外部に連通する油通路となる隙間空間(41)が介在することを特徴とする、差動装置。 A hollow differential case (C) rotatable around the first axis (X1);
A differential mechanism (20) housed in the differential case (C);
Lubricating oil introduction means (15, 16) capable of introducing lubricating oil from the outside into the differential case (C);
A ring gear (R) that is coupled to a flange (Cf) on the outer periphery of the differential case (C) and meshes with a drive gear (8) connected to a power source;
The differential mechanism (20) includes a pinion shaft (21) disposed on a second axis (X2) orthogonal to the first axis (X1) and supported by the differential case (C), and the pinion shaft (21 ) And a pair of side gears (23) meshed with the pinion gear (22) and rotatable about the first axis (X1).
The differential case (C) includes a pair of case halves (C1, C2) that are coupled to each other with each open end face as a mating surface (f1, f2). The pair of case halves (C1, C2) An annular concave portion (31) and an annular convex portion (32), which are concentrically fitted to each other on the first axis (X1), are provided on one and the other of the mating surfaces (f1, f2)
The tip surface (32t) of the annular convex portion (32) and the inner bottom surface (31b) of the annular concave portion (31) are opposed to each other with a gap in the axial direction. An oil groove (34) that opens to the inner surface (Ci) of the differential case (C) is formed at a position spaced apart from the shaft (21) in the axial direction,
A shaft hole (40) into which the pinion shaft (21) is inserted is formed between the mating surfaces (f1, f2).
Between the shaft hole (40) and the pinion shaft (21), the radially inner end communicates with the oil groove (34) and the radially outer end is the differential case ( A differential device characterized in that a gap space (41) serving as an oil passage communicating with the outside of C) is interposed.
前記油溝(34)の、前記デフケース(C)の内面(Ci)への開口部は、前記ピニオン支持面(Cip)の、前記ピニオンワッシャ(25)との当接面(54)よりも軸方向外方側に配置されることを特徴とする、請求項2に記載の差動装置。 On the inner surface (Ci) of the differential case (C), a pinion support surface (Cip) for rotatably supporting the back surface of the pinion gear (22) via a pinion washer (25) is formed in a concave shape,
The opening of the oil groove (34) to the inner surface (Ci) of the differential case (C) is more axial than the contact surface (54) of the pinion support surface (Cip) with the pinion washer (25). The differential device according to claim 2, wherein the differential device is arranged on an outer side in the direction.
前記他方のケース半体(C2)の、前記一方のケース半体(C1)との合せ面(f2)には、前記平面と協働して前記シャフト孔(40)を形成する横断面U字状の溝部(43)が凹設されることを特徴とする、請求項1〜3の何れか1項に記載の差動装置。 A mating surface (f1) of one case half (C1) having the annular recess (31) with respect to the other case half (C2) is formed on a plane orthogonal to the first axis (X1),
A cross-sectional U-shape that forms the shaft hole (40) in cooperation with the plane on the mating surface (f2) of the other case half (C2) with the one case half (C1) The differential device according to claim 1, wherein the groove portion (43) is recessed.
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