JP3583488B2

JP3583488B2 - Differential device

Info

Publication number: JP3583488B2
Application number: JP32897094A
Authority: JP
Inventors: 正夫寺岡; 智相場; 弘和上林; 賢司平石; 誠岸
Original assignee: 栃木富士産業株式会社
Priority date: 1994-12-28
Filing date: 1994-12-28
Publication date: 2004-11-04
Anticipated expiration: 2019-11-04
Also published as: JPH08178017A

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
この発明は、車両のデファレンシャル装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
特開平６−２０７６４５号公報に図５のようなデファレンシャル装置２０１が記載されている。
【０００３】
各デファレンシャル装置２０１は、デフケース２０５と、ヘリカルギヤで形成されたピニオンギヤ２０９及びこれらと噛み合って対をなす他のヘリカルギヤで形成されたピニオンギヤからなるピニオンギヤ組と、ヘリカルギヤで形成された出力側サイドギヤ２１３，２１５を備えており、デフケース２０５を回転させるエンジンの駆動力はピニオンギヤ組からサイドギヤ２１３、２１５を介して車輪側に伝達される。各ピニオンギヤ組はデフケース２０５の収納孔２２１にそれぞれ摺動回転自在に収納されている。ピニオンギヤ２０９は第１と第２のギヤ部２２５，２２７とこれらを連結する小径の軸部２２９とからなる。
【０００４】
トルクを伝達している間、各ピニオンギヤ組はサイドギヤ２１３、２１５との噛み合い反力により歯先を収納孔２２１の壁面に押し付けられて摩擦抵抗が生じると共に、ヘリカルギヤの噛み合いスラスト力によって、各サイドギヤ２１３、２１５の間、あるいはピニオンギヤ組やサイドギヤ２１３、２１５と各デフケース２０５との間で摩擦抵抗が生じ、これらの摩擦抵抗により差動制限力を得ている。
【０００５】
しかし、上記のように収納孔２２１の壁面に押し付けられるピニオンギヤ組の歯先には大きな摩擦力が働くから、これらの歯先と収納孔２２１との摺動部は潤滑が不充分であると、焼け、カジリ、磨耗、異音などが生じ、差動制限特性が不安定になる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
デファレンシャル装置２０１ではピニオンギヤ２０９の歯先摺動部での潤滑油の流れを阻害せず潤滑性を向上させるために、歯先を極端に小さくしたチャンファ形状としている。
【０００７】
しかしながら、ピニオンギヤ２０９の歯先を極端に小さくしたチャンファ形状とした場合には、ピニオンギヤ２０９が回転すると、ピニオンギヤ２０９と収納孔２２１との間での摺動により、ピニオンギヤ２０９の歯先が小さくなっていることから、歯先の摩耗が著しくなり、各ギヤの噛み合いが悪くなったり、ピニオンギヤと収納孔２２１との間の隙間が大きくなるため駆動力が掛かる時に異音発生や、円滑な差動回転がてきなくなる虞れがあった。また、ピニオンギヤ２０９の歯先が小さくなっている事から充分な差動制限力が得られないという問題も有していた。
【０００８】
そこでピニオンギヤの歯先の大きさを充分に確保するために歯先をチャンファ形状とせず、歯先端部に微少の面取りを施す事が考えられ、このような形状として図６は、ピニオンギヤ２３１の歯先端部に小さな面取り部２３５を形成したものである。また、図７のようにピニオンギヤ２３７の歯２３９の歯先に油溝を形成することも考えられる。
【０００９】
そこで、本出願人は図６と図７の対策を施した各デファレンシャル装置（図１に示す全体構造）に後述のような耐久試験を行い車両搭載の可否を判定した。
【００１０】
図１０の試料Ｎｏ１とＮｏ２はそれぞれ図６と図７の各対策の条件と耐焼き付き試験の結果を示している。試料Ｎｏ１のように、図６の従来例はピニオンギヤ２３１の歯先に微少の面取りだけを施したものであり、面取り角度ａは２５°、面取り幅ｂは０．２１ｍｍである。又、試料Ｎｏ２のように、図７の従来例はピニオンギヤ２３７の歯先に油溝だけを設けたものであり、油溝２４１はローレット加工により網目に形成され、その溝幅は０．２１〜０．２５ｍｍであり、歯２３９の回転方向両側にバリ取りが形成されている。
【００１１】
耐焼き付き試験の結果、図６の従来例では、図８に示すように、ピニオンギヤ２３１の歯２３３の軸方向中央部両脇にテンパーカラー部（青焼き法での青色の皮膜に似た変色部）が発生し、更に、図１０に示すように、デフケース２４３の収納孔２４５（短いピニオンギヤ２３１用）に焼けとカジリが発生した。これは、油切れによる潤滑不足が原因と考えられる。
【００１２】
又、図７の従来例では、図８に示すように、ピニオンギヤ２３７の歯２３９の軸方向中央部にテンパーカラー部が発生し、更に溝２４１の軸方向中央部に磨耗が発生した。又、図１０に示すように、デフケース２４７の収納孔２４９（短いピニオンギヤ２３７用）に焼けとカジリが発生した。これは、歯の両側の端部が他方のピニオンギヤ又はサイドギヤとの噛み合い時に潰れて歯先外周方向にダレが発生することにより歯先油溝を塞いで油切れが発生したことによる潤滑不足が原因と考えられる。
【００１３】
これに加えて、短いピニオンギヤ２３１、２３７は、デファレンシャル装置の長いピニオンギヤと異なって、小径の軸部を持たずギヤ部が長いから、中央部でこのような潤滑不足が発生し易いことも考えられる。
【００１４】
そこで、この発明は、ピニオンギヤと収納孔との摺動部を充分に潤滑して焼けやカジリなどを防止し、耐久性があり安定しかつ充分な差動制限機能を得るデファレンシャル装置の提供を目的とする。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
請求項１のデファレンシャル装置は、エンジンの駆動力により回転するデフケースと、デフケースの内部に回転自在に支承された一対の出力側サイドギヤと、これらのサイドギヤと各別に噛み合う第１ギヤ部及び互いに噛み合う第２ギヤ部を有するピニオンギヤと、デフケースに形成されピニオンギヤを摺動回転自在に収納する収納孔と、ピニオンギヤの歯先に形成され収納孔との摺動部に潤滑油を供給する油溝と、ピニオンギヤの歯先と歯の側面部との間に形成され前記油溝に潤滑油を供給する面取り部とを備えたことを特徴とする。
【００１６】
請求項２のデファレンシャル装置は、ピニオンギヤが、第１と第２のギヤ部の間に小径の軸部を有する長いピニオンギヤと、第１と第２のギヤ部が連続して形成された短いピニオンギヤとからなり、軸方向一側のサイドギヤが短いピニオンギヤと噛み合い、軸方向他側のサイドギヤが長いピニオンギヤと噛み合うと共に、各第２ギヤ部がサイドギヤの軸方向一側で噛み合った請求項１のデファレンシャル装置である。
【００１７】
【作用】
請求項１のデファレンシャル装置では、ピニオンギヤの歯先に油溝を形成して収納孔との摺動部に潤滑油を供給すると共に、ピニオンギヤの歯先と歯の側面部との間に前記油溝に潤滑油を供給する面取り部を形成したから、これらの相乗効果によってピニオンギヤの歯先と収納孔との摺動部が充分に潤滑され、焼け、カジリ、磨耗、異音などが防止されると共に、安定した差動制限機能が得られる。
【００１８】
請求項２のデファレンシャル装置は、ピニオンギヤを、第１と第２のギヤ部の間に小径の軸部を有する長いピニオンギヤと、第１と第２のギヤ部が連続した、全長が短くギヤ部が長いピニオンギヤとで構成したものであり、請求項１のデファレンシャル装置と同様に、油溝と面取り部の相乗効果によって潤滑効果が向上し、焼けやカジリなどが防止され、安定した差動制限機能が得られる。
【００１９】
これに加えて、短いピニオンギヤにおいて第１と第２のギヤ部によって形成された長いギヤ部の中央部も充分に潤滑される。このように、この発明による潤滑効果は長短のピニオンギヤ用いたデファレンシャル装置で、特に有効である。
【００２０】
【実施例】
図１乃至図４と図１０により本発明の実施例を説明する。この実施例は請求項１、２の発明の特徴を備えている。図１は実施例の縦断面図であり、図４は各実施例を用いた車両の動力系を示す。左右の方向はこの車両及び図１での左右の方向であり、符号を与えていない部材等は図示されていない。
【００２１】
図４のように、この動力系はエンジン１、トランスミッション３、プロペラシャフト５、リヤデフ７（後輪側に配置された図１のデファレンシャル装置）、後車軸９，１１、左右の後輪１３，１５、左右の前輪１７，１９などから構成されている。
【００２２】
リヤデフ７のデフケース２１はデフキャリヤ２３内に回転自在に配置されており、デフケース２１にはリングギヤ２５が固定されている。このリングギヤ２５はドライブピニオンギヤ２７と噛み合っており、ドライブピニオンギヤ２７はプロペラシャフト５側に連結されたドライブピニオンシャフト２９と一体に形成されている。
【００２３】
こうして、エンジン１の駆動力はトランスミッション３とプロペラシャフト５とを介してデフケース２１を回転駆動する。なお、デフキャリヤ２３内にはオイル溜りが形成されている。
【００２４】
図１のように、デフケース２１はケーシング本体３１とカバー３３とをボルト３５で固定して構成されている。デフケース２１の内部には左右のヘリカルギヤで形成されたサイドギヤ３７，３９が配置されている。
【００２５】
各サイドギヤ３７，３９の中空のボス部４１，４３はデフケース２１の支承部４５，４７によって回転自在に支承されている。ボス部４１，４３の内側に形成された大径部４９，５１には、これらの内周に跨がってスラストブロック５３が配置され、サイドギヤ３７，３９の各自由端を支承しセンターリングしている。
【００２６】
左右の後車軸９，１１はそれぞれデフケース２１のボス部５５，５７を貫通し、サイドギヤ３７，３９にスプライン連結されている。サイドギヤ３７，３９とデフケース２１との間にはスラストワッシャ５９がそれぞれ配置されており、サイドギヤ３７，３９の間（スラストブロック５３の外周側）にはスラストワッシャ６１が配置されている。
【００２７】
デフケース２１には長短の収納孔６３，６５が周方向に複数組形成されている。これらの収納孔６３，６５にはそれぞれ長短のヘリカルピニオンギヤ６７，６９が摺動回転自在に収納されている。
【００２８】
長いピニオンギヤ６７は、第１と第２のギヤ部７１，７３とこれらを連結する小径の軸部７５とからなり、第１ギヤ部７１は右のサイドギヤ３９（軸方向他側のサイドギヤ）と噛み合っている。また、短いピニオンギヤ６９は、互いに連続して形成された第１と第２のギヤ部７７，７９からなり、第１ギヤ部７７は左のサイドギヤ３７（軸方向一側のサイドギヤ）と噛み合い、第２ギヤ部７９はピニオンギヤ６７の第２ギヤ部７３と噛み合っている。
【００２９】
図２に示すように、ピニオンギヤ６７，６９の各ギヤ部７１，７３、７７，７９の歯先にはローレット加工により網目の油溝８１が形成されている。図３のように、油溝８１の溝幅ｃは０．２１〜０．２５ｍｍであり、各凸部の高さｄは０．０６〜０．０７ｍｍであり、各凸部の摺動面幅ｅは縦横それぞれ０．３５〜０．３７ｍｍである。又、各歯の歯先と歯の側面部との間である歯先端部８４には面取り角度ａ、面取り幅ｂの面取り部８３，８３が形成されている。
【００３０】
図１０の試料Ｎｏ３ないしＮｏ５において、各面取り部８３の面取り角度ａと面取り幅ｂはそれぞれａ_３＝２７°、ｂ_３＝０．２６ｍｍ、ａ_４＝４５°，ｂ_４＝０．２１ｍｍ、ａ_５＝２５°，ｂ_５＝０．２１ｍｍである。試料Ｎｏ３とＮｏ４とは面取り角度ａ及び面取り幅ｂを異ならせたものであり、ａ，ｂ各値を任意とした時の耐焼き付き性を比較することができる。また、試料Ｎｏ５はＮｏ４に対し面取り角度ａを異ならせている。これは面取り幅ｂを一定としたときの任意の面取り角度での耐焼き付き性を比較することができる。なお、白抜きの矢印はピニオンギヤ６７，６９の差動回転方向である。
【００３１】
図１のように、デフケース２１には開口８５，８７，８９が設けられており、ボス部５５，５７の内周には螺旋状のオイル溝９１，９１が形成されている。リヤデフ７が回転するとオイル溜りから撥ね上げられたオイルが、これらの開口８５，８７，８９とオイル溝９１，９１からデフケース２１に流出入し、各ギヤの噛み合い部や各摺動部に供給されて潤滑する。
【００３２】
このとき、ギヤ部７１，７３、７７，７９の歯先ではピニオンギヤ６７，６９の回転によりオイルが面取り部８３から油溝８１に導かれるから、ピニオンギヤ６７，６９と収納孔６３，６５との摺動部が充分に潤滑されて、焼け、カジリ、磨耗、異音などが防止される。
【００３３】
デフケース２１を回転させるエンジン１の駆動力はピニオンギヤ６７，６９からサイドギヤ３７，３９を介して左右の後輪１３，１５に分配され、悪路での片輪空転などによって、後輪間に駆動抵抗差が生じるとピニオンギヤ６７，６９の自転によりエンジン１の駆動力は左右各側に差動分配される。
【００３４】
トルクの伝達中、各ピニオンギヤ６７，６９の歯先はサイドギヤ３７，３９との噛み合い反力により収納孔６３，６５の壁面に押し付けられて摩擦抵抗が発生する。又、ヘリカルギヤの噛み合いスラスト力によって各ピニオンギヤ６７，６９の端面とデフケース２１との間で摩擦抵抗が発生し、スラストワッシャ５９を介してサイドギヤ３７，３９とデフケース２１との間で、又スラストワッシャ６１を介してサイドギヤ３７，３９の間で摩擦抵抗が発生する。これらの摩擦抵抗により、トルク感応型の差動制限機能が得られる。
【００３５】
リヤデフ７は、上記のような油溝８１と面取り部８３とによる潤滑の向上効果を確認するために、次のような条件で耐焼き付き試験を行い、車両搭載の可否を判定した。
【００３６】
この耐焼き付き試験は、デフケース２１内のオイルを低温（油流れの悪い不利な条件）にし、差動回転数と入力トルクとを所定の値（例えば、実車走行で遭遇し得る条件）にした状態で、車両の左右旋回を想定し、所定の時間間隔を置いて左右の差動回転を与えるサイクルを数回繰り返した後、リヤデフ７を分解して内部を調査し、焼けやカジリなどの有無を確認した。
【００３７】
その結果、図１０の試料Ｎｏ３ないしＮｏ５に示すように、テーパーカラー、焼け、カジリ、磨耗、異音などは認められず、焼付き耐久性はＯＫと判定された。又、このような潤滑の向上効果によって安定かつ充分な差動制限機能が得られた。
【００３８】
こうして、リヤデフ７が構成されている。
【００３９】
図４の車両は、安定したリヤデフ７の差動制限機能によって、優れた操縦性と安定性とが得られる。
【００４０】
なお、面取り角度ａと面取り幅ｂは任意に形成でき、また油溝のパターンは任意であり、網目に限らず溝が交差しないものでもよい。溝の間隔や深さも任意に選択できる。又、面取り部の面取り角度と面取り幅も任意に選択してよい。
【００４１】
なお、本発明において、各ギヤはヘリカルギヤでなくスパーギヤでもよい。
【００４２】
以上、リヤデフ７を例にして説明したが、この発明のデファレンシャル装置はリヤデフに限らず、フロントデフ（前輪側の車軸デフ）やセンターデフ（前輪と後輪とに駆動力を分配するデファレンシャル装置）にも用いられる。
【００４３】
【発明の効果】
請求項１のデファレンシャル装置では、ピニオンギヤの歯先部に油溝と、この油溝に潤滑油を供給する面取り部とを形成したから、これらの相乗効果によってピニオンギヤの歯先と収納孔との摺動部が充分に潤滑され、焼け、カジリ、磨耗、異音などが防止され耐久性に優れ、安定しかつ必要充分な差動制限機能が得られる。
【００４４】
請求項２のデファレンシャル装置は、ピニオンギヤを、第１と第２のギヤ部の間に小径の軸部を有する長いピニオンギヤと、第１と第２のギヤ部が連続して形成されギヤ部が長く全長が短いピニオンギヤとで構成したものであり、請求項１のデファレンシャル装置と同様に、油溝と面取りの相乗効果によって潤滑効果が向上し、焼けやカジリなどが防止され、安定しかつ必要充分な差動制限機能が得られる。
【００４５】
これに加えて、潤滑の困難な長いギヤ部の中央部も充分に潤滑されるから、この発明による潤滑向上効果はギヤ幅の長いピニオンギヤ用いたデファレンシャル装置で、特に有効である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施例を示す断面図である。
【図２】本実施例に用いられたピニオンギヤの歯先を示す斜視図である。
【図３】各実施例においてピニオンギヤの歯先に形成された油溝を示す斜視図である。
【図４】実施例を用いた車両の動力系を示すスケルトン機構図である。
【図５】従来例の断面図である。
【図６】面取りだけを施した従来のピニオンギヤの歯先を示す斜視図である。
【図７】油溝だけを形成した従来のピニオンギヤの歯先を示す斜視図である。
【図８】テンパーカラーなどが発生した従来のピニオンギヤの側面図である。
【図９】焼けなどが発生した従来のデフケースの斜視図である。
【図１０】各実施例の低温焼き付き試験の結果を従来例と比較する図表である。
【符号の説明】
７リヤデフ（デファレンシャル装置）
２１デフケース
３７，３９出力側ヘリカルサイドギヤ
６３，６５収納孔
６７長いヘリカルピニオンギヤ
６９短いヘリカルピニオンギヤ
７１，７７第１ギヤ部
７３，７９第２ギヤ部
８１油溝
８３面取り部[0001]
[Industrial applications]
The present invention relates to a differential device for a vehicle.
[0002]
[Prior art]
JP-A-6-207645 discloses a differential device 201 as shown in FIG.
[0003]
Each differential device 201 includes a differential case 205, a pinion gear set including a pinion gear 209 formed by a helical gear and a pinion gear formed by another helical gear meshing with the differential case 205, and output side gears 213 and 215 formed by the helical gear. The driving force of the engine that rotates the differential case 205 is transmitted from the pinion gear set to the wheels via the side gears 213 and 215. Each pinion gear set is slidably and rotatably housed in a housing hole 221 of the differential case 205. The pinion gear 209 includes first and second gear portions 225 and 227 and a small-diameter shaft portion 229 connecting these.
[0004]
While transmitting the torque, each pinion gear set is pressed against the tooth tip against the wall surface of the housing hole 221 by a meshing reaction force with the side gears 213 and 215 to generate frictional resistance. 215, or between the pinion gear set or the side gears 213, 215 and each differential case 205, and a differential limiting force is obtained by the frictional resistance.
[0005]
However, since a large frictional force acts on the tooth tips of the pinion gear set pressed against the wall surface of the storage hole 221 as described above, if the sliding portion between these tooth tips and the storage hole 221 is insufficiently lubricated, Burn, galling, abrasion, abnormal noise, etc. occur, and the differential limiting characteristics become unstable.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
The differential device 201 has a chamfered shape with extremely small tooth tips in order to improve lubricity without hindering the flow of lubricating oil at the tooth tip sliding portion of the pinion gear 209.
[0007]
However, when the pinion gear 209 has a chamfered shape with an extremely small tooth tip, when the pinion gear 209 rotates, the tooth tip of the pinion gear 209 becomes small due to sliding between the pinion gear 209 and the storage hole 221. Therefore, the wear of the tooth tips becomes remarkable, the meshing of the gears becomes poor, and the gap between the pinion gear and the housing hole 221 becomes large, so that abnormal noise is generated when a driving force is applied, and smooth differential rotation occurs. There is a possibility that the sound will not come out. Further, there is also a problem that a sufficient differential limiting force cannot be obtained because the tooth tip of the pinion gear 209 is small.
[0008]
In order to sufficiently secure the size of the tooth tip of the pinion gear, it is conceivable that the tip of the tooth is not formed into a chamfer shape, but a small chamfer is applied to the tip of the tooth. FIG. A small chamfered portion 235 is formed at the tip. It is also conceivable to form an oil groove at the tip of the tooth 239 of the pinion gear 237 as shown in FIG.
[0009]
Therefore, the present applicant has performed a durability test as described below on each differential device (the entire structure shown in FIG. 1) in which the measures shown in FIGS.
[0010]
Samples No. 1 and No. 2 in FIG. 10 show the conditions of the countermeasures in FIGS. 6 and 7, respectively, and the results of the seizure resistance test. Like the sample No. 1, the conventional example of FIG. 6 has only a small chamfer applied to the tooth tip of the pinion gear 231. The chamfer angle a is 25 ° and the chamfer width b is 0.21 mm. As in the case of sample No. 2, the conventional example shown in FIG. 7 is provided with only an oil groove at the tooth tip of the pinion gear 237. The oil groove 241 is formed in a mesh by knurling, and the groove width is 0.21 to 0.21. It is 0.25 mm, and deburring is formed on both sides of the teeth 239 in the rotation direction.
[0011]
As a result of the seizure resistance test, in the conventional example of FIG. 6, as shown in FIG. 8, a temper collar portion (a discolored portion similar to a blue film by a blue printing method) is provided on both sides of the center portion in the axial direction of the teeth 233 of the pinion gear 231. ), And further, as shown in FIG. 10, burning and galling occurred in the storage hole 245 (for the short pinion gear 231) of the differential case 243. This is probably due to insufficient lubrication due to lack of oil.
[0012]
Further, in the conventional example of FIG. 7, as shown in FIG. 8, a temper collar portion is generated at the axial center of the teeth 239 of the pinion gear 237, and further, abrasion is generated at the axial center of the groove 241. Further, as shown in FIG. 10, burning and galling occurred in the storage hole 249 (for the short pinion gear 237) of the differential case 247. This is due to lack of lubrication due to the fact that the ends on both sides of the tooth are crushed when meshing with the other pinion gear or side gear and sagging in the outer peripheral direction of the tooth tip, thereby blocking the tooth groove oil groove and causing oil shortage. it is conceivable that.
[0013]
In addition, unlike the long pinion gears of the differential device, the short pinion gears 231 and 237 do not have a small-diameter shaft portion and have a long gear portion. .
[0014]
In view of the above, an object of the present invention is to provide a differential device which sufficiently lubricates a sliding portion between a pinion gear and a housing hole to prevent burning and galling, and is durable, stable and has a sufficient differential limiting function. And
[0015]
[Means for Solving the Problems]
According to the first aspect of the present invention, there is provided a differential device that rotates by a driving force of an engine, a pair of output side gears rotatably supported inside the differential case, a first gear portion that meshes with each of these side gears, and a first gear portion that meshes with each other. A pinion gear having a two-gear portion, a storage hole formed in the differential case for slidably storing the pinion gear, an oil groove formed in the tooth tip of the pinion gear and supplying lubricating oil to a sliding portion with the storage hole, and a pinion gear. And a chamfer formed between the tooth tip and the side surface of the tooth to supply lubricating oil to the oil groove.
[0016]
According to a second aspect of the present invention, the pinion gear includes a long pinion gear having a small diameter shaft portion between the first and second gear portions, and a short pinion gear having the first and second gear portions formed continuously. The side gear on one side in the axial direction meshes with a short pinion gear, the side gear on the other side in the axial direction meshes with a long pinion gear, and each second gear portion meshes on one side in the axial direction of the side gear. is there.
[0017]
[Action]
The differential device according to claim 1, wherein an oil groove is formed in a tooth tip of the pinion gear to supply lubricating oil to a sliding portion with a storage hole, and the oil groove is provided between the tooth tip of the pinion gear and a side surface of the tooth. Since the chamfered portion that supplies lubricating oil is formed, the sliding portion between the tooth tip of the pinion gear and the storage hole is sufficiently lubricated by these synergistic effects, and burns, galling, wear, abnormal noise, etc. are prevented, and And a stable differential limiting function can be obtained.
[0018]
According to a second aspect of the present invention, the pinion gear includes a long pinion gear having a small-diameter shaft portion between the first and second gear portions, a first and second gear portion continuous, and a short overall length gear portion. The lubrication effect is improved by the synergistic effect of the oil groove and the chamfered portion, and the burnout and galling are prevented, and the stable differential limiting function is provided, similarly to the differential device of claim 1. can get.
[0019]
In addition, the central portion of the long gear portion formed by the first and second gear portions in the short pinion gear is sufficiently lubricated. As described above, the lubricating effect according to the present invention is particularly effective in a differential device using long and short pinion gears.
[0020]
【Example】
An embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 4 and FIG. This embodiment has the features of the first and second aspects of the present invention. FIG. 1 is a longitudinal sectional view of an embodiment, and FIG. 4 shows a power system of a vehicle using each embodiment. The left and right directions are the left and right directions in this vehicle and FIG. 1, and the members and the like without reference numerals are not shown.
[0021]
As shown in FIG. 4, the power system includes an engine 1, a transmission 3, a propeller shaft 5, a rear differential 7 (differential device of FIG. 1 arranged on the rear wheel side), rear axles 9, 11 and left and right rear wheels 13, 15. And left and right front wheels 17, 19, and the like.
[0022]
A differential case 21 of the rear differential 7 is rotatably arranged in a differential carrier 23, and a ring gear 25 is fixed to the differential case 21. The ring gear 25 is meshed with a drive pinion gear 27, and the drive pinion gear 27 is formed integrally with a drive pinion shaft 29 connected to the propeller shaft 5 side.
[0023]
Thus, the driving force of the engine 1 rotationally drives the differential case 21 via the transmission 3 and the propeller shaft 5. Note that an oil reservoir is formed in the differential carrier 23.
[0024]
As shown in FIG. 1, the differential case 21 is configured by fixing a casing body 31 and a cover 33 with bolts 35. Inside the differential case 21, side gears 37 and 39 formed by left and right helical gears are arranged.
[0025]
The hollow boss portions 41 and 43 of the side gears 37 and 39 are rotatably supported by support portions 45 and 47 of the differential case 21. Thrust blocks 53 are disposed on the large diameter portions 49, 51 formed inside the boss portions 41, 43 so as to straddle the inner circumference thereof, and support the free ends of the side gears 37, 39 for centering. ing.
[0026]
The left and right rear axles 9 and 11 pass through the bosses 55 and 57 of the differential case 21 and are spline-connected to side gears 37 and 39, respectively. A thrust washer 59 is disposed between the side gears 37 and 39 and the differential case 21, and a thrust washer 61 is disposed between the side gears 37 and 39 (on the outer peripheral side of the thrust block 53).
[0027]
The differential case 21 has a plurality of long and short storage holes 63 and 65 formed in the circumferential direction. Long and short helical pinion gears 67, 69 are slidably and rotatably stored in these storage holes 63, 65, respectively.
[0028]
The long pinion gear 67 includes first and second gear portions 71 and 73 and a small-diameter shaft portion 75 connecting the first and second gear portions 71 and 73. The first gear portion 71 meshes with the right side gear 39 (the other side gear in the axial direction). ing. The short pinion gear 69 is composed of first and second gear portions 77 and 79 formed continuously with each other. The first gear portion 77 meshes with the left side gear 37 (one side gear in the axial direction). The second gear portion 79 is engaged with the second gear portion 73 of the pinion gear 67.
[0029]
As shown in FIG. 2, meshed oil grooves 81 are formed by knurling at the tips of the gear portions 71, 73, 77, 79 of the pinion gears 67, 69. As shown in FIG. 3, the groove width c of the oil groove 81 is 0.21 to 0.25 mm, the height d of each projection is 0.06 to 0.07 mm, and the sliding surface width of each projection is e is 0.35 to 0.37 mm in each of the vertical and horizontal directions. Further, a chamfered portion 83 having a chamfering angle a and a chamfering width b is formed at a tooth tip 84 between the tooth tip of each tooth and the side surface of the tooth.
[0030]
In the samples No. 3 to No. 5 of FIG. 10, the chamfer angle a and the chamfer width b of each chamfered portion 83 are a ₃ = 27 °, b ₃ = 0.26 mm, a ₄ = 45 °, b ₄ = 0.21 mm, a ₅ = 25 ° and b ₅ = 0.21 mm. Sample No. 3 and No. 4 differ in the chamfer angle a and the chamfer width b, and the seizure resistance can be compared when the values of a and b are arbitrary. Sample No. 5 is different from No. 4 in the chamfer angle a. This can compare the seizure resistance at an arbitrary chamfer angle when the chamfer width b is constant. The white arrow indicates the differential rotation direction of the pinion gears 67 and 69.
[0031]
As shown in FIG. 1, openings 85, 87, 89 are provided in the differential case 21, and spiral oil grooves 91, 91 are formed on the inner periphery of the boss portions 55, 57. When the rear differential 7 rotates, the oil repelled from the oil reservoir flows into and out of the differential case 21 through the openings 85, 87, 89 and the oil grooves 91, 91, and is supplied to the meshing portions of the gears and the sliding portions. Lubricate.
[0032]
At this time, the oil is guided from the chamfered portion 83 to the oil groove 81 by the rotation of the pinion gears 67, 69 at the tooth tips of the gear portions 71, 73, 77, 79, so that the sliding between the pinion gears 67, 69 and the storage holes 63, 65 is performed. The moving parts are sufficiently lubricated to prevent burning, galling, abrasion, and abnormal noise.
[0033]
The driving force of the engine 1 for rotating the differential case 21 is distributed from the pinion gears 67 and 69 to the left and right rear wheels 13 and 15 via the side gears 37 and 39. When a difference occurs, the driving force of the engine 1 is differentially distributed to the left and right sides by the rotation of the pinion gears 67 and 69.
[0034]
During the transmission of the torque, the tooth tips of the pinion gears 67, 69 are pressed against the wall surfaces of the storage holes 63, 65 due to the meshing reaction force with the side gears 37, 39 to generate frictional resistance. Further, frictional resistance is generated between the end faces of the respective pinion gears 67 and 69 and the differential case 21 due to the meshing thrust force of the helical gears. , Frictional resistance is generated between the side gears 37 and 39. These frictional resistances provide a torque-sensitive differential limiting function.
[0035]
The rear differential 7 was subjected to a seizure resistance test under the following conditions in order to confirm the lubrication improving effect of the oil groove 81 and the chamfered portion 83 as described above, and it was determined whether the vehicle could be mounted on a vehicle.
[0036]
In this seizure resistance test, the oil in the differential case 21 is set to a low temperature (unfavorable condition of poor oil flow), and the differential rotation speed and the input torque are set to predetermined values (for example, conditions that can be encountered in actual vehicle running). Then, assuming that the vehicle is turning left and right, after repeating a cycle of applying left and right differential rotations at predetermined time intervals several times, disassemble the rear differential 7 and investigate the inside to determine whether there is a burn or a galling. confirmed.
[0037]
As a result, as shown in samples No. 3 to No. 5 in FIG. 10, no tapered collar, burn, galling, abrasion, abnormal noise, etc. were recognized, and the seizure durability was determined to be OK. Also, a stable and sufficient differential limiting function was obtained by such an effect of improving lubrication.
[0038]
Thus, the rear differential 7 is configured.
[0039]
In the vehicle shown in FIG. 4, excellent maneuverability and stability are obtained by the stable differential limiting function of the rear differential 7.
[0040]
In addition, the chamfer angle a and the chamfer width b can be arbitrarily formed, and the pattern of the oil groove is arbitrary. The spacing and depth of the grooves can be arbitrarily selected. The chamfer angle and chamfer width of the chamfer may be arbitrarily selected.
[0041]
In the present invention, each gear may be a spur gear instead of a helical gear.
[0042]
As described above, the rear differential 7 has been described as an example. However, the differential device of the present invention is not limited to the rear differential, and may be a front differential (axle differential on the front wheel side) or a center differential (a differential device for distributing driving force to front and rear wheels). It is also used for
[0043]
【The invention's effect】
In the differential device according to the first aspect, the oil groove and the chamfer for supplying lubricating oil to the oil groove are formed at the tooth tip of the pinion gear. The moving parts are sufficiently lubricated, and scorching, galling, abrasion, abnormal noise and the like are prevented, and the durability is excellent, and a necessary and sufficient differential limiting function can be obtained.
[0044]
According to a second aspect of the present invention, the pinion gear includes a long pinion gear having a small-diameter shaft portion between the first and second gear portions, and a first and second gear portion formed continuously and having a long gear portion. The lubrication effect is improved by the synergistic effect of the oil groove and the chamfering, and the burning and galling are prevented, so that the pinion gear has a short and full length. A differential limiting function is obtained.
[0045]
In addition to this, since the central portion of the long gear portion where lubrication is difficult is sufficiently lubricated, the lubrication improving effect according to the present invention is particularly effective in a differential device using a pinion gear having a long gear width.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a sectional view showing a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a perspective view showing a tooth tip of a pinion gear used in the embodiment.
FIG. 3 is a perspective view showing an oil groove formed on a tooth tip of a pinion gear in each embodiment.
FIG. 4 is a skeleton mechanism diagram showing a power system of a vehicle using the embodiment.
FIG. 5 is a sectional view of a conventional example.
FIG. 6 is a perspective view showing a tooth tip of a conventional pinion gear subjected to only chamfering.
FIG. 7 is a perspective view showing a tooth tip of a conventional pinion gear in which only an oil groove is formed.
FIG. 8 is a side view of a conventional pinion gear having a temper collar or the like.
FIG. 9 is a perspective view of a conventional differential case where a burn or the like has occurred.
FIG. 10 is a table for comparing the results of a low-temperature seizure test of each example with a conventional example.
[Explanation of symbols]
7 Rear differential (differential device)
21 Differential case 37, 39 Output side helical side gear 63, 65 Storage hole 67 Long helical pinion gear 69 Short helical pinion gear 71, 77 First gear 73, 79 Second gear 81 Oil groove 83 Chamfer

Claims

A differential case that is rotated by the driving force of the engine, a pair of output side gears rotatably supported inside the differential case, a pinion gear having a first gear portion that meshes with these side gears and a second gear portion that meshes with each other, A storage hole formed in the differential case for slidably and rotatably storing the pinion gear, an oil groove formed in the tooth tip of the pinion gear to supply lubricating oil to a sliding portion with the storage hole, and a side part of the tooth tip and teeth of the pinion gear. And a chamfered part formed between the oil groove and the oil groove to supply lubricating oil to the oil groove.

The pinion gear includes a long pinion gear having a small-diameter shaft portion between the first and second gear portions, and a short pinion gear in which the first and second gear portions are continuously formed. 2. The differential device according to claim 1, wherein the side gear meshes with a short pinion gear, the other side gear in the axial direction meshes with a long pinion gear, and each of the second gear portions meshes on one side in the axial direction of the side gear.