JP2019215088A - 差動装置 - Google Patents
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Abstract
Description
d3≧3.74・d2+20
の関係を満たす(これを第3の特徴とする)。
Z1/Z2≧2
PCD≧6.17・(Z1/Z2)+20
の関係を満たす(これを第4の特徴とする)。
Z1/Z2≧2 PCD≧6.17・(Z1/Z2)+20 の関係を満たすようにしたので、従来の差動装置と同程度以上の最大トルク伝達量を確保しながら、差動装置を出力軸軸方向に十分幅狭化できる。
[1]入力部材I及びカバー部C′を一体に形成し(又は別々に製作したものを結合し)てなるデフケース主体DC′と、カバー部Cと、各サイドギヤSと、各ピニオンPと、ピニオンシャフトPSと、取付体Tとを別々の工程で製作し、準備する工程
[2]図6(A)に示す如く、デフケース主体DC′内に一方のサイドギヤSを嵌装する工程
[3]図6(B)実線に示す如く、ピニオンシャフトPSの両端部に、ピニオンPの中心孔及び取付体Tの保持孔Thを嵌合支持させるようにして取付ユニットUを組立て、その組立状態を治具(図示せず)により一時的に保持するようにした組立工程
[4]図6(B)矢印及び二点鎖線に示す如く、取付ユニットUをデフケース主体DC′内に装入し、その際に入力部材Iの取付溝Iaに取付体Tを挿入すると共に各ピニオンPを一方のサイドギヤSの歯部Sgに噛合させることで、取付ユニットUを、前記治具から離脱させて入力部材Iに仮止め保持する工程
[5]図6(C)に示す如く、入力部材Iに仮止め保持された取付ユニットUの外側に他方のサイドギヤSを重ね合わせて、各ピニオンPを他方のサイドギヤSの歯部Sgに噛合させる工程
[6]図6(D)に示す如く、他方のサイドギヤSの背面側にカバー部Cを重ね合わせると共に、そのカバー部Cを入力部材Iにボルトbを以て締結することで、カバー部Cと入力部材Iの取付溝Ia内面との間に取付ユニットUの取付体Tを挟持、固定して、差動装置Dを完成させる工程
以上一連の工程において、特に前記[3]の組立工程では、ピニオンシャフトPS、各ピニオンP及び取付体Tを一纏めにユニット化した取付ユニットUをサブアッセンブリとして予め組立ておき、その後、入力部材Iの取付溝Iaに取付体Tを挿入して取付ユニットUを入力部材Iに位置決め保持し、その後、カバー部Cを入力部材Iに締結することで取付ユニットUを入力部材Iに組付け固定するようにしているので、組立作業能率を効果的に高めることができる。
d3≧3.74・d2+20 ……………………(1)
の関係を満たすように示すように(即ち図8(A)のラインXよりも上側領域に)設定されることが望ましい。
Z1/Z2≧2 ……………………………………(2)
PCD≧6.17・(Z1/Z2)+20 ………(3)
の関係を満たすように(即ち図8(B)のラインYよりも右側で且つラインZよりも上側の領域に)設定されることが望ましい。即ち、図8(B)のラインYは、差動装置Dを出力軸Aの軸方向に十分な幅狭化するための歯数比率(Z1/Z2)を示すものであり、このラインYよりも右側に歯数比率(Z1/Z2)を設定する場合には(すなわち2以上に設定する場合には)、図8(C)に示すように幅狭化の効果が大きい。また図8(B)において、ラインZは四輪自動車として一般的に必要であるとされるトルク伝達量を得るための歯数比率とピッチ円錐距離との関係を示すラインであり、従来装置の設計値をプロットして決定したものである。よって、ラインYより右側に、且つラインZよりも上側の領域に含まれるように、歯数比率(Z1/Z2)とピニオンのピッチ円錐距離との関係を設定することにより、本実施形態の差動装置Dは、従来装置と同程度以上の最大トルク伝達量を確保しながら、出力軸Aの軸方向に十分幅狭化(図8の(C)を参照)することが可能となる。
[1]ピニオンP即ち差動ギヤに対するサイドギヤS即ち出力ギヤの歯数比率Z1/Z2を従来既存の差動装置の歯数比率よりも増大させる。(これにより、ギヤのモジュール(従って歯厚)が減少してギヤ強度が低下する一方で、サイドギヤSのピッチ円直径が増大してギヤ噛合部での伝達荷重が低減しギヤ強度が増大するが、全体としては後述する如くギヤ強度は低下する。)
[2]ピニオンPのピッチ円錐距離PCDを従来既存の差動装置のピッチ円錐距離よりも増やす。(これにより、ギヤのモジュールが増加してギヤ強度が増大すると共に、サイドギヤSのピッチ円直径が増大してギヤ噛合部での伝達荷重が低減しギヤ強度が増大するため、全体としては後述する如くギヤ強度は大幅に増大する。)
従って、上記[1]によるギヤ強度低下の量と、上記[2]によるギヤ強度増大の量とが等しくなるか、或いは上記[1]によるギヤ強度低下の量よりも、上記[2]によるギヤ強度増大の量の方が上回るように、歯数比率Z1/Z2及びピッチ円錐距離PCDを設定することにより、全体としてギヤ強度を従来既存の差動装置と比べて同等もしくは増大させることができる。
[1]について
サイドギヤSのモジュールをM、ピッチ円直径をPD1 、ピッチ角をθ1 、ピッチ円錐距離をPCD、ギヤ噛合部での伝達荷重をF、伝達トルクをTとした場合に、ベベルギヤの一般的な公式より、
M=PD1 /Z1
PD1 =2PCD・ sinθ1
θ1 = tan-1(Z1/Z2)
これら式から、ギヤのモジュールは、
M=2PCD・ sin{ tan-1(Z1/Z2)}/Z1 ・・・(1)
となり、
また基準差動装置D′のモジュールは、2PCD・ sin{ tan-1(7/5)}/14
となる。
そして、トルク伝達距離PD1 /2による伝達荷重Fは、F=2T/PD1 である。従って、基準差動装置D′のサイドギヤSにおいて、トルクTを一定とすれば、伝達荷重Fとピッチ円直径PD1 とが反比例の関係となる。また伝達荷重Fの変化率は、ギヤ強度の変化率とも反比例の関係にあることから、ギヤ強度の変化率は、ピッチ円直径PD1 の変化率と等しくなる。
[2]について
ピニオンPのピッチ円錐距離PCDを基準差動装置D′のピッチ円錐距離よりも増やすと、変更前のPCDをPCD1、変更後のPCDをPCD2とした場合には、PCDの変更前後のモジュール変化率は、前記したベベルギヤの一般的な公式より、歯数を一定とすれば、(PCD2/PCD1)となる。
モジュール増大によるギヤ強度変化率=(PCD2/PCD1)2 ・・・(7)
この(7)式は、図12のL4で示され、これにより、ピッチ円錐距離PCDが増えるにつれてモジュール増加によりギヤ強度が増加することが判る。
伝達荷重低減によるギヤ強度変化率=PCD2/PCD1 ・・・(8)
この(8)式は、図12のL5で示され、これにより、ピッチ円錐距離PCDが増えるにつれて伝達荷重低減によりギヤ強度が高まることが判る。
この(9)式は、図12のL6で示され、これにより、ピッチ円錐距離PCDが増えるにつれてギヤ強度が大幅に高められることが判る。
d2/PCD≦0.45を満たせばよい。この場合、基準差動装置D′のピッチ円錐距離PCD1に対して、増減変更後のPCDをPCD2とすれば、
d2/PCD2≦0.45/(PCD2/PCD1)・・・(11)
を満たせばよいということになる。そして、この(11)式を、前記した(10)式に適用すれば、d2/PCDと、歯数比率Z1/Z2との関係が、次の(12)式のように変換可能である。
C,C′・・カバー部
Cb・・・・ボス部
Cs・・・・側壁部
D・・・・・差動装置
I・・・・・入力部材
Ig・・・・入力歯部
L・・・・・軸線
P・・・・・ピニオン(差動ギヤ)
PCD・・・ピッチ円錐距離
PS・・・・ピニオンシャフト(ピニオン支持部、差動ギヤ支持部)
PS′・・・支持軸部(ピニオン支持部、差動ギヤ支持部)
S・・・・・サイドギヤ(出力ギヤ)
Sj・・・・軸部
Sg・・・・歯部
Sw・・・・中間壁部
d1・・・・ピニオンの最大直径
d2・・・・ピニオンシャフトの直径、支持軸部の直径(ピニオン支持部の有効直径、差動ギヤ支持部の直径)
t1・・・・中間壁部の半径方向の幅
t2・・・・中間壁部の最大肉厚
Claims (4)
- ピニオン(P)を支持するピニオン支持部(PS,PS′)を保持して該ピニオン支持部(PS,PS′)と共に回転可能な入力部材(I)の回転力を、互いに独立した一対の出力軸(A)に分配して伝達する差動装置であって、
前記ピニオン(P)と噛合する環状の歯部(Sg)を外周部に有して前記一対の出力軸(A)にそれぞれ接続される一対のサイドギヤ(S)と、その一対のサイドギヤ(S)のうち少なくとも一方のサイドギヤ(S)の軸方向外方を覆い且つ前記入力部材(I)と一体に回転するカバー部(C,C′)とを備えるものにおいて、
前記一対のサイドギヤ(S)は、前記一対の出力軸(A)にそれぞれ接続される軸部(Sj)と、前記出力軸(A)の軸線(L)と交差する板状に形成されて前記軸部(Sj)と該軸部(Sj)から入力部材(I)の半径方向外方に離間した前記歯部(Sg)との間を一体に接続する中間壁部(Sw)とを有しており、
前記カバー部(C,C′)は、前記軸部(Sj)を同心状に囲繞するボス部(Cb)と、外側面を前記出力軸(A)の軸線(L)と直交する面として前記ボス部(Cb)に連設される板状の側壁部(Cs)とを有していて、その側壁部(Cs)の内側面により、前記中間壁部(Sw)及び前記歯部(Sg)のうちの少なくとも一方の背面が回転自在に支持され、
前記少なくとも一方のサイドギヤ(S)の前記中間壁部(Sw)は、該中間壁部(Sw)の、出力軸(A)軸方向での最大肉厚(t2)が前記ピニオン支持部(PS,PS′)の有効直径(d2)よりも小さくなるように形成されることを特徴とする、差動装置。 - ピニオン(P)を支持するピニオン支持部(PS,PS′)を保持して該ピニオン支持部(PS,PS′)と共に回転可能な入力部材(I)の回転力を、互いに独立した一対の出力軸(A)に分配して伝達する差動装置であって、
前記ピニオン(P)と噛合する環状の歯部(Sg)を外周部に有して前記一対の出力軸(A)にそれぞれ接続される一対のサイドギヤ(S)と、その一対のサイドギヤ(S)のうち少なくとも一方のサイドギヤ(S)の軸方向外方を覆い且つ前記入力部材(I)と一体に回転するカバー部(C,C′)とを備えるものにおいて、
前記一対のサイドギヤ(S)は、前記一対の出力軸(A)にそれぞれ接続される軸部(Sj)と、前記出力軸(A)の軸線(L)と交差する板状に形成されて前記軸部(Sj)と該軸部(Sj)から入力部材(I)の半径方向外方に離間した前記歯部(Sg)との間を一体に接続する中間壁部(Sw)とを有しており、
前記カバー部(C,C′)は、前記軸部(Sj)を同心状に囲繞するボス部(Cb)と、外側面を前記出力軸(A)の軸線(L)と直交する面として前記ボス部(Cb)に連設される板状の側壁部(Cs)とを有していて、その側壁部(Cs)の内側面により、前記中間壁部(Sw)及び前記歯部(Sg)のうちの少なくとも一方の背面が回転自在に支持され、
前記入力部材(I)は、動力源から回転力を受ける入力歯部(Ig)を外周部に有しており、前記カバー部(C,C′)の前記側壁部(Cs)は、出力軸(A)軸方向で前記入力部材(I)の幅内に収まるように配置されることを特徴とする、差動装置。 - ピニオン(P)を支持するピニオン支持部(PS,PS′)を保持して該ピニオン支持部(PS,PS′)と共に回転可能な入力部材(I)の回転力を、互いに独立した一対の出力軸(A)に分配して伝達する差動装置であって、
前記ピニオン(P)と噛合する環状の歯部(Sg)を外周部に有して前記一対の出力軸(A)にそれぞれ接続される一対のサイドギヤ(S)と、その一対のサイドギヤ(S)のうち少なくとも一方のサイドギヤ(S)の軸方向外方を覆い且つ前記入力部材(I)と一体に回転するカバー部(C,C′)とを備えるものにおいて、
前記一対のサイドギヤ(S)は、前記一対の出力軸(A)にそれぞれ接続される軸部(Sj)と、前記出力軸(A)の軸線(L)と交差する板状に形成されて前記軸部(Sj)と該軸部(Sj)から入力部材(I)の半径方向外方に離間した前記歯部(Sg)との間を一体に接続する中間壁部(Sw)とを有しており、
前記カバー部(C,C′)は、前記軸部(Sj)を同心状に囲繞するボス部(Cb)と、外側面を前記出力軸(A)の軸線(L)と直交する面として前記ボス部(Cb)に連設される板状の側壁部(Cs)とを有していて、その側壁部(Cs)の内側面により、前記中間壁部(Sw)及び前記歯部(Sg)のうちの少なくとも一方の背面が回転自在に支持され、
前記ピニオン支持部(PS,PS′)の有効直径をd2[mm]とし、前記ピニオン(P)の荷重点長さをd3[mm]としたときに
d3≧3.74・d2+20
の関係を満たすことを特徴とする、請求項1〜3の何れかに記載の差動装置。 - ピニオン(P)を支持するピニオン支持部(PS,PS′)を保持して該ピニオン支持部(PS,PS′)と共に回転可能な入力部材(I)の回転力を、互いに独立した一対の出力軸(A)に分配して伝達する差動装置であって、
前記ピニオン(P)と噛合する環状の歯部(Sg)を外周部に有して前記一対の出力軸(A)にそれぞれ接続される一対のサイドギヤ(S)と、その一対のサイドギヤ(S)のうち少なくとも一方のサイドギヤ(S)の軸方向外方を覆い且つ前記入力部材(I)と一体に回転するカバー部(C,C′)とを備えるものにおいて、
前記一対のサイドギヤ(S)は、前記一対の出力軸(A)にそれぞれ接続される軸部(Sj)と、前記出力軸(A)の軸線(L)と交差する板状に形成されて前記軸部(Sj)と該軸部(Sj)から入力部材(I)の半径方向外方に離間した前記歯部(Sg)との間を一体に接続する中間壁部(Sw)とを有しており、
前記カバー部(C,C′)は、前記軸部(Sj)を同心状に囲繞するボス部(Cb)と、外側面を前記出力軸(A)の軸線(L)と直交する面として前記ボス部(Cb)に連設される板状の側壁部(Cs)とを有していて、その側壁部(Cs)の内側面により、前記中間壁部(Sw)及び前記歯部(Sg)のうちの少なくとも一方の背面が回転自在に支持され、
前記ピニオン(P)及び前記サイドギヤ(S)の歯部(Sg)は何れもベベルギヤであり、そのピニオン(P)のピッチ円錐距離をPCD[mm]とし、ピニオン(P)の歯数をZ2とし、サイドギヤ(S)の歯数をZ1としたときに
Z1/Z2≧2
PCD≧6.17・(Z1/Z2)+20
の関係を満たすことを特徴とする、差動装置。
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