JP4400517B2 - 車両用差動歯車装置 - Google Patents

Description

本発明は車両用差動歯車装置に係り、特に、ディファレンシャルケースに回転自在に保持された複数のピニオンギヤと、これらピニオンギヤに噛み合うとともに、左右車軸にそれぞれ連結された一対のサイドギヤとを備えた車両用差動歯車装置に関するものである。

従来の車両用差動歯車装置として、例えば、特許文献１に開示された構成のものが知られている。この従来の車両用差動歯車装置について図３１により簡単に説明する。なお、図３１に示す従来の構成については、本明細書中では符号をカッコに入れて示す。ディファレンシャルケース（１２）に、互いに直交するピニオンギヤ挿通孔（１４）と車軸挿通孔（１６）が穿設されている。このディファレンシャルケース（１２）内には、左右のサイドギヤ（２０Ｌ、２０Ｒ）が、軸方向移動可能に配置され、前記車軸挿通孔（１６）に挿通された左右の車軸（２２Ｌ、２２Ｒ）にそれぞれスプライン結合されている。左右のサイドギヤ（２０Ｌ、２０Ｒ）の背面（２０ａ、２０ａ）とディファレンシャルケース（１２）の内面との間にはサイドギヤ（２０Ｌ、２０Ｒ）より小径の摺動部材（２４）が配置されている。

また、ディファレンシャルケース（１２）の内部には、直径がピニオンギヤ挿通孔（１４）とほぼ同径に設定されて、ピニオンギヤ挿通孔（１４）内で回転自在に支持されたピニオンギヤ（２６）が、左右のサイドギヤ（２０Ｌ、２０Ｒ）と噛み合うようにして配設されている。このピニオンギヤ（２６）は、ピニオンギヤ保持板（２８）を外径側からかぶせるとともに、ディファレンシャルケース（１２）の溝（１２ａ）に嵌入されたスナップリング（３０）によって抜け止めすることによりディファレンシャルケース（１２）からの脱落が防止されている。さらに、ピニオンギヤ（２６）の軸心部にはピニオンシャフト（３２）が挿通されて倒れ込みが防止されている。

以上の構成の車両用差動歯車装置を組み立てるには、先ず、摺動部材（２４）と左右のサイドギヤ（２０Ｌ、２０Ｒ）をディファレンシャルケース（１２）の外部から、ピニオンギヤ挿通孔（１４）を通して、ディファレンシャルケース（１２）の内部に組み入れる。サイドギヤ（２０Ｌ、２０Ｒ）を組み込んだディファレンシャルケース（１２）内に、サイドギヤ（２０Ｌ、２０Ｒ）と噛み合うように、ディファレンシャルケース（１２）の外部からピニオンギヤ挿通孔（１４）内にピニオンギヤ（２６）を組み込む。このとき、あらかじめピニオンシャフト（３２）をディファレンシャルケース（１２）内に配置しておき、このピニオンシャフト（３２）にピニオンギヤ（２６）を挿通するようにする。ピニオンギヤ（２６）をピニオンギヤ挿通孔（１４）内に組み入れた後、ピニオンギヤ保持板（２８）を嵌入し、スナップリング（３０）でピニオンギヤ保持板（２８）の抜け止めをする。
実用新案登録第２５２０７２８号公報（第３−４頁、図１）

前記従来の構成では、以下のような種々の問題点がある。
１．ピニオンギヤが、サイドギヤとの歯車噛み合い部の外側に位置する狭い面積だけでディファレンシャルケースに保持されるため、ディファレンシャルケースにトルクがかかったときにピニオンギヤが周方向に傾いてしまい片当たりが発生しやすく摩耗するという問題がある。
２．組み立ての際に、サイドギヤをピニオンギヤ挿入口からディファレンシャルケース内に挿入するようにしているので、サイドギヤの直径をピニオンギヤの直径よりも大きくすることができない。また、一方のサイドギヤを挿入した後に他方のサイドギヤを挿入する必要があるので、サイドギヤ同士の間隔を狭くすることができない。このため、装置が大型化するとともに回転バックラッシも大きくなってしまう。
３．ピニオンギヤの抜け止めを行うピニオン保持板（抜け止め用ワッシャ）が平面なので、ピニオンギヤに力がかかって位置がずれたときに、サイドギヤとの中心距離が変化してかみ合い位置がずれてしまうという問題が発生する。
４．前述のようにサイドギヤが比較的小さく、ピニオンギヤが相対的に大きくなるため、ピニオンギヤの摺動径（外径）が大きくなる分、回転時の周速が上がり、熱膨張が大きくなってしまい、焼き付きが発生するおそれがある。この問題を避けるためには、クリアランスを大きくする必要があり、前述のようなバックラッシが大きくなるという結果を招いてしまう。
５．ピニオンギヤが大きくなると、遠心力の影響を受けやすく、差動制限力が変動し、性能変化を発生しやすいという問題がある。

本発明は前記課題を解決するためになされたもので、ディファレンシャルケースに形成したピニオンギヤ挿入孔内に回転自在に保持された複数のピニオンギヤと、これらピニオンギヤに噛み合うとともに、二つの車軸にそれぞれ連結された一対のサイドギヤとを備えた車両用差動歯車装置において、前記ピニオンギヤ挿入孔の前記ピニオンギヤに摺接するピニオンギヤ保持面をディファレンシャルケースの内部側に延出し、前記ピニオンギヤ保持面は、前記ピニオンギヤの前記サイドギヤと噛み合う歯車噛み合い部の少なくとも一部を支持することを特徴とするものである。

この発明に係る車両用差動歯車装置では、ピニオンギヤ挿入孔のピニオンギヤ保持面が、ピニオンギヤの歯車噛み合い部の少なくとも一部を支持するので、ディファレンシャルケースが回転してピニオンギヤに力がかかった場合にも、ピニオンギヤの傾きを抑制することができる。これにより、適切な作動がなされるとともに摺動部の偏磨耗を抑えることができる。

ディファレンシャルケースのピニオンギヤ保持面を、ディファレンシャルケースの内部側に延出して、ピニオンギヤの内部側の歯車噛み合い部の少なくとも一部を支持するという構成で、回転時のピニオンギヤの傾きを抑制するという目的を達成する。ここで、「歯車噛み合い部の少なくとも一部を支持する」とは、ピニオンギヤの歯部のうちサイドギヤの歯部と接触する部分の径方向外側にあたる歯先面の少なくとも一部を支持することをいう。

以下、図面に示す実施例により本発明を説明する。この実施例は、２ピニオンタイプの車両用差動歯車装置であり、図１は一部を省略して示す正面図（図２のＩ方向矢視図）、図２は図１のＩＩ−ＩＩ線に沿う断面図、図３は側面図、図４は図３のＩＶ−ＩＶ線に沿う断面図、図５は背面図（図２のＶ方向矢視図）、図６は分解斜視図である。また、図７はディファレンシャルケースの正面図、図８は図７のＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ線に沿う断面図である。

この差動歯車装置（全体として符号１で示す）は、ディファレンシャルケース２に回転自在に保持された２個のピニオンギヤ４Ａ、４Ｂと、ディファレンシャルケース２の内部に収容されて、前記両ピニオンギヤ４Ａ、４Ｂに同時に噛み合うとともに、内面に形成されたスプライン６Ｌａ、６Ｒａによって左右両車軸（図示せず）に連結された左右一対のサイドギヤ６Ｌ、６Ｒとを備えている。

ディファレンシャルケース２は一体型であり、内部に一対のサイドギヤ６Ｌ、６Ｒを収容する空間８（図８参照）が形成されている。このディファレンシャルケース２には、その軸心部を貫通し、左右両側の車軸が挿通される車軸挿通孔１０Ｌ、１０Ｒと、この車軸挿通孔１０Ｌ、１０Ｒに直交して、前記内部空間８内に臨むピニオンギヤ挿入孔１２Ａ、１２Ｂが形成されている。ディファレンシャルケース２には、この差動歯車装置１の回転軸線Ｏ１と直交する平面内に位置するフランジ部２ａが形成されており、このフランジ部２ａに取り付けられるリングギヤ（図示せず）を介してドライブピニオンからのトルクが入力される。

ピニオンギヤ４Ａ、４Ｂは、サイドギヤ６Ｌ、６Ｒに噛み合う歯車噛み合い部４Ａａ、４Ｂａが、ピニオンギヤ挿入孔１２Ａ、１２Ｂの開口部からディファレンシャルケース２の前記空間８の内部側に挿入されている。これらピニオンギヤ４Ａ、４Ｂの外部側の被保持部４Ａｂ、４Ｂｂは、前記ピニオンギヤ挿入孔１２Ａ、１２Ｂの内周面（ピニオンギヤ保持面）に回転自在に保持されており、全円周面がピニオンギヤ保持面に面している（以下、ピニオンギヤ挿入孔を符号１２Ａ、１２Ｂで、また、ピニオンギヤ挿入孔１２Ａ、１２Ｂの内周面を符号１２Ａａ、１２Ｂａで示す）。ピニオンギヤ挿入孔１２Ａ、１２Ｂの内面は、図８に示すように、ディファレンシャルケース２の内部側に向けて延出されており（延出された部分を符号１２Ａｂ、１２Ｂｂで示す）、このピニオンギア保持面（ピニオンギヤ挿入孔１２Ａ、１２Ｂの内周面１２Ａａ、１２Ｂａと、延出部１２Ａｂ、１２Ｂｂ）によって、ピニオンギヤ４Ａ、４Ｂの被保持部４Ａｂ、４Ｂｂと、前記噛み合い部４Ａａ、４Ｂａの一部とがオーバーラップして、従来の構成よりもピニオンギヤ４Ａ、４Ｂの軸方向に長い範囲で支持されるようになっている。

ディファレンシャルケース２の内部空間８内に収容され、前記ピニオンギヤ４Ａ、４Ｂに噛み合うサイドギヤ６Ｌ、６Ｒは、この実施例ではすぐ歯かさ歯車（ストレートベベルギヤ）である。これらサイドギヤ６Ｌ、６Ｒは、ピニオンギヤ４Ａ、４Ｂと比較して大型であり、例えば、ピニオンギア４Ａ、４Ｂの歯数の２．５倍以上の歯数を有している。従って、これらサイドギヤ６Ｌ、６Ｒを、従来の構成のようにピニオンギヤ挿入孔１２Ａ、１２Ｂから挿入することができないため、ディファレンシャルケース２のピニオンギヤ挿入孔１２Ａ、１２Ｂと直交する位置（図４および図５の左右）に、サイドギヤ挿入孔１４Ａ、１４Ｂを形成して、この挿入孔１４Ａ、１４Ｂから挿入するようになっている。この実施例のサイドギヤ６Ｌ、６Ｒは外径が大きい（図８に示すピニオンギヤ保持面の両延出部１２Ａｂ、１２Ｂｂの先端部間の距離よりもサイドギヤ６Ｌ、６Ｒの外径が大きい）ため、その軸線をこの差動歯車装置１の回転軸線Ｏ１と平行な状態のまま挿入することはできず、傾斜させた状態でディファレンシャルケース２内に挿入する。また、この挿入時の干渉を避けるため、ディファレンシャルケース２内の空間８の内面に逃げ部８ａが形成されている。さらに、各サイドギヤ６Ｌ、６Ｒの背面側に突出したハブ６Ｌｂ、６Ｒｂを、間隙を隔てて収容する凹部８ｂが形成されている。

前記両サイドギヤ６Ｌ、６Ｒの背面側の平坦な面とディファレンシャルケース２の内面との間には、それぞれスラストワッシャ１６Ｌ、１６Ｒが介装されている。また、ピニオンギヤ挿入孔１２Ａ、１２Ｂ内に挿入されたピニオンギヤ４Ａ、４Ｂは、ディファレンシャルケース２の外周面に嵌装された抜け止めリング１８によって脱落が防止されるようになっている。この抜け止めリング１８は、図２に示すように、内面側の横断面が球面状になっており、この球面で、ピニオンギヤ４Ａ、４Ｂの球面状の外面４Ａｃ、４Ｂｃに摺接する。

前記構成の車両用差動歯車装置１の組み立て工程について説明する。この実施例では、ピニオンギヤ４Ａ、４Ｂが相対的に小さく、これに比較してサイドギヤ６Ｌ、６Ｒが大きい。また、ピニオンギヤ保持面が内部側に延出しているので、従来の構成のようにピニオンギヤ挿入孔１２Ａ、１２Ｂからサイドギヤ６Ａ、６Ｂをディファレンシャルケース２内に挿入することができない。そこで、ディファレンシャルケース２の、ピニオンギヤ挿入孔１２Ａ、１２Ｂが設けられていない部分にサイドギヤ挿入孔１４Ａ、１４Ｂを形成し、このサイドギヤ挿入孔１４Ａ、１４Ｂからサイドギヤ６Ａ、６Ｂを挿入する。そのときには、サイドギヤ６Ｌ、６Ｒの軸線を傾斜させた状態でディファレンシャルケース２の内部空間８内に挿入する。この実施例では、ディファレンシャルケース２に形成されたピニオンギヤ保持面（ピニオンギヤ挿入孔１２Ａ、１２Ｂの内周面１２Ａａ、１２Ｂａ）を内部側に延出して（ピニオンギヤ挿入孔１２Ａ、１２Ｂの内面の延出部１２Ａｂ、１２Ｂｂを図８に示す）、サイドギヤ６Ｌ、６Ｒの外径よりも内側に張り出しているが、このようにサイドギヤ６Ｌ、６Ｒを傾斜させた状態で挿入するようにしたので、ピニオンギヤ延出部１２Ａｂ、１２Ｂｂに干渉することなく挿入することが可能である。

その後、ディファレンシャルケース２内に挿入したサイドギヤ６Ｌ、６Ｒを、内部空間８の左右に移動させる。例えば、図２において、歯が右側を向いている左側のサイドギヤ６Ｌを図の左側に移動させるとともに、歯が左側を向いている右側のサイドギヤ６Ｒを図の右側に移動させる。そのときに、図の上下に設けられているピニオンギヤ保持面の延出部１２Ａｂ、１２Ｂｂの一方をさけるため、サイドギヤ６Ｌ、６Ｒを、他方側のピニオンギヤ保持面に隣接する逃げ部８ａに当たるまで寄せる。例えば、図２の上方のピニオンギヤ４Ａを保持するピニオンギヤ保持面の延出部１２Ａｂをさけるために、下方のピニオンギヤ保持面に隣接する逃げ部８ａに、サイドギヤ６Ｌ、６Ｒの下端部を当てる。この時点では、サイドギヤ６Ｌ、６Ｒは軸線が傾いた状態のままである。

次に、サイドギヤ６Ｌ、６Ｒを、前記逃げ部８ａに接触している部分を支点にして回転させ、差動歯車装置１の回転軸線Ｏ１にサイドギヤ６Ｌ、６Ｒの軸線を合わせる。ディファレンシャルケース２の内部空間８には、サイドギヤ６Ｌ、６Ｒを挿入する際に干渉を避けるため、逃げ部８ａや凹部８ｂを形成してあるので、サイドギヤ６Ｌ、６Ｒ単独でディファレンシャルケース２に対し同軸上に保持することはできないが、ディファレンシャルケース２の両側に形成されたピニオンギヤ挿入孔１２Ａ、１２Ｂから２つのピニオンギヤ４Ａ、４Ｂを挿入して左右両側のサイドギヤ６Ｌ、６Ｒに噛み合わせることにより、サイドギヤ６Ｌ、６Ｒが同軸上に保持される。

以上の構成に係る車両用差動歯車装置１の作動について説明する。ディファレンシャルケース２は、図示しないドライブピニオンおよびリングギヤを介してエンジンからのトルクが入力されて、前記回転軸線Ｏ１を中心にいずれかの方向に回転される。また、左右両サイドギヤ６Ｌ、６Ｒには、左右の車軸（図示せず）がそれぞれスプライン結合されてトルクが伝達される。

左右両車輪に加わる抵抗が等しいときには、前記入力トルクがディファレンシャルケース２に伝達され、ディファレンシャルケース２に保持された２個のピニオンギヤ４Ａ、４Ｂおよびこれらピニオンギヤ４Ａ、４Ｂに噛み合う左右のサイドギヤ６Ｌ、６Ｒが一体として回転し、両車軸に等分にトルクが伝達され左右両側の車輪を回転させる。

また、車両が旋回するとき、例えば左に曲がる場合には左側の車輪に大きな抵抗が加わり、あるいは、道路条件が悪いために片側の車輪がスリップする場合、例えば右側の車輪がぬかるみ等にはまった場合には、右側の車輪により小さな抵抗が発生する。このような状態では、左側の車軸およびサイドギヤ６Ｌがディファレンシャルケース２の回転よりも遅い速度で回転し、ピニオンギヤ４Ａ、４Ｂは、ディファレンシャルケース２のピニオンギヤ挿入孔１２Ａ、１２Ｂ内に挿入されて回転自在に保持されているので、ピニオンギヤ保持面（ピニオンギア挿入孔１２Ａ、１２Ｂの内周面１２Ａａ、１２Ｂａおよび延出部１２Ａｂ、１２Ｂｂ）に保持されて自転するため、右側のサイドギヤ６Ｒおよび車軸がディファレンシャルケース２の回転よりも速い速度で回転する。

このようにピニオンギヤ４Ａ、４Ｂは、リングギヤ（図示せず）から入力される力により回転して、ピニオンギヤ保持面に押圧され、摩擦抵抗を発生させる。この摩擦力により左右のサイドギヤ６Ｌ、６Ｒの差動回転が制限され、これら左右のサイドギヤ６Ｌ、６Ｒにスプライン結合された左右車軸の差動回転が制限される。また、ピニオンギヤ４Ａ、４Ｂと左右両サイドギヤ６Ｌ、６Ｒの回転により、ピニオンギヤ４Ａ、４Ｂとサイドギヤ６Ｌ、６Ｒとの噛み合い面でスラスト力が発生し、図２の左側のサイドギヤ６Ｌを左方向へ、右側のサイドギヤ６Ｒを右方向へ押圧する。各サイドギヤ６Ｌ、６Ｒの移動によって、スラストワッシャ１６Ｌ、１６Ｒをディファレンシャルケース２の内面に圧接させることにより、摩擦抵抗を発生させる。この摩擦力により左右のサイドギヤ６Ｌ、６Ｒの差動回転が制限され、これら左右のサイドギヤ６Ｌ、６Ｒにスプライン結合された左右車軸の差動回転が制限される。なお、ピニオンギヤ４Ａ、４Ｂの歯数は８歯以下が望ましく６歯が最適である。歯数８歯以下とすることにより、ピニオンギヤ４Ａ、４Ｂを小型化しても歯の強度を保つことができ、ピニオンギヤを小型化することにより遠心力の影響で差動制限力が変動することを抑えることができるからである。

本実施例に係る車両用差動歯車装置１では、ディファレンシャルケース２のピニオンギヤ挿入孔１２Ａ、１２Ｂの内周面１２Ａａ、１２Ｂａに形成されているピニオンギヤ保持面が、ディファレンシャルケース２の内部側に延出されている（図８の延出部１２Ａｂ、１２Ｂｂ参照）ので、ピニオンギヤ４Ａ、４Ｂの被保持部４Ａｂ、４Ｂｂと歯車噛み合い部４Ａａ、４Ｂａの一部とをピニオンギヤ４Ａ、４Ｂの軸方向にオーバーラップさせた状態でサイドギヤ６Ｌ、６Ｒの周方向に支持することができ、ピニオンギヤ４Ａ、４Ｂに力がかかった場合でもピニオンギヤ４Ａ、４Ｂの傾きを抑えることができる。その結果、ピニオンギヤ４Ａ、４Ｂとディファレンシャルケース２との摺動部の偏摩耗を抑えることができる。また、サイドギヤ６Ｌ、６Ｒを、従来の構成のようにピニオンギヤ挿入孔１２Ａ、１２Ｂから挿入するのではなく、別のサイドギヤ挿入孔１４Ａ、１４Ｂを形成してディファレンシャルケース２内に挿入するようにしたので、サイドギヤ６Ｌ、６Ｒをピニオンギヤ４Ａ、４Ｂに対して大型化することができる。特に、ピニオンギヤ４Ａ、４Ｂに対して歯数を２．５倍以上にすることが可能であり、バックラッシを低減することができる。しかも、ピニオンギヤ４Ａ、４Ｂの小型化により、ディファレンシャルケース２のピニオンギヤ保持面とのクリアランスを小さくすることができ、バックラッシの一層の低減が可能である。また、この実施例では、ピニオンギヤ４Ａ、４Ｂがディファレンシャルケース２のピニオンギヤ挿入孔１２Ａ、１２Ｂに直接支持されており、従来の構成のようなピニオンシャフトを備えていないので、ピニオンギヤ４Ａ、４Ｂを小型化でき、また、一対のサイドギヤ６Ｌ、６Ｒ間の間隔を狭くすることができる。この結果、車軸方向の寸法を短縮するとともに軽量化することができる。

さらに、ディファレンシャルケース２の外周に嵌着した抜け止めリング１８により、ピニオンギヤ４Ａ、４Ｂのディファレンシャルケース２からの脱落を防止するようにしたので、部品点数を削減してコストダウンをはかることが可能である。また、抜け止めリング１８のピニオンギヤ４Ａ、４Ｂとの摺動面が球面なので、ピニオンギヤ４Ａ、４Ｂに力がかかってずれた場合でも、中心間距離が変わらず、噛み合い位置のずれを低減することが可能である。さらに、ピニオンギヤ４Ａ、４Ｂを小型化したことにより、ディファレンシャルケース２のピニオンギヤ保持面に対する摺動部の周速が下がり、耐焼き付き性が向上する。また、ピニオンギヤ４Ａ、４Ｂの重量が低減するので、遠心力の影響が少なくなり、差動制限力の変動が少なく性能が向上する。なお、ピニオンギヤ保持面の延出部１２Ａｂ、１２Ｂｂは、ピニオンギヤ４Ａ、４Ｂの歯車噛み合い部４Ａａ、４Ｂａの少なくとも一部を支持するようにすればピニオンギヤ４Ａ、４Ｂの傾きを抑えることができるが、ピニオンギヤからサイドギヤへのトルク伝達時に最も大きな力が作用する歯車噛み合い部の中心点を含む領域を支持することにより、より確実にピニオンギヤ４Ａ、４Ｂの傾きを抑えることができる。さらには、歯車噛み合い部の全部をピニオンギヤ保持面で支持するようにしてもよい。また、車両用差動歯車装置１は、車両の左右輪間に配設されてこれらの差動を行うものに限らず、四輪駆動車両の前後輪の差動を行うものに適用してもよい。

図９および図１０は、第２の実施例に係る車両用差動歯車装置１０１を示すもので、図９は第１実施例の図２に相当する縦断面図、図１０は第１実施例の図４に相当する横断面図である。この実施例装置は、４個のピニオンギヤが両サイドギヤに噛み合う４ピニオンタイプである。

この実施例に係る差動歯車装置１０１は、ディファレンシャルケース１０２が２ピースの構成になっており、円板状の第１ケース（キャップ）１０２Ａとカップ状の第２ケース１０２Ｂをつき合わせてボルト（図示を省略）によって固定されている。このディファレンシャルケース１０２内に、左右一対のサイドギヤ１０６Ｌ、１０６Ｒと、これら両サイドギヤ１０６Ｌ、１０６Ｒに同時に噛み合う４個のピニオンギヤ１０４Ａ、１０４Ｂ、１０４Ｃ、１０４Ｄが配置されている。これら４個のピニオンギヤ１０４Ａ、１０４Ｂ、１０４Ｃ、１０４Ｄは、図１０に示すように、２個ずつが接近した状態で、回転軸線Ｏ１に対して対称の位置に配置されている。

この実施例の差動歯車装置１０１を組み付ける場合には、カップ状の第２ケース１０２Ｂの内部に一対のサイドギヤ１０６Ｌ、１０６Ｒおよびスラストワッシャ１１６Ｌ、１１６Ｒを、図９の右側に位置するものから順次組み込み、その後、この第２ケース１０２Ｂと第１ケース１０２Ａとをボルト等により結合する。また、ディファレンシャルケース１０２に形成されている４個のピニオンギヤ挿入孔１１２Ａ、１１２Ｂ、１１２Ｃ、１１２Ｄ内にそれぞれピニオンギヤ１０４Ａ、１０４Ｂ、１０４Ｃ、１０４Ｄを挿入した後、抜け止め用リング１１８を嵌装してピニオンギヤ１０４Ａ、１０４Ｂ、１０４Ｃ、１０４Ｄの脱落を防止する。その他の部分の構成は、前記第１実施例の構成と同様である。この第２実施例に係る車両用差動歯車装置も、前記第１実施例と同様の作動を行い、同様の作用効果を奏することができる。前記第１実施例でもピニオンシャフトをなくすことによりコストを削減することができるが、４ピニオンタイプの場合には一層大きいコスト削減効果を得ることができる。

また、図１１および図１２は、第３の実施例に係る車両用差動歯車装置２０１を示すもので、図１１は第１実施例の図２に相当する縦断面図、図１２は第１実施例の図４に相当する横断面図である。この実施例装置は、６個のピニオンギヤが円周上に配置されて両サイドギヤに噛み合う６ピニオンタイプである。

この実施例に係る差動歯車装置２０１は、ディファレンシャルケース２０２が３ピースの構成になっており、図１１の左側に位置する円板状の第１ケース（第１キャップ）２０２Ａと、右側に位置する円板状の第２ケース（第２キャップ）２０２Ｂと、中間に配置されたほぼ円筒状の第３ケース２０２Ｃとをつき合わせて、ボルト等によって固定されている。このディファレンシャルケース２０２内に、左右一対のサイドギヤ２０６Ｌ、２０６Ｒと、これら両サイドギヤ２０６Ｌ、２０６Ｒに噛み合う６個のピニオンギヤ２０４Ａ、２０４Ｂ、２０４Ｃ、２０４Ｄ、２０４Ｅ、２０４Ｆが配置されている。これら６個のピニオンギヤ２０４Ａ、２０４Ｂ、２０４Ｃ、２０４Ｄ、２０４Ｅ、２０４Ｆは、図１２に示すように、円周上に等間隔で配置されている。

この実施例装置は、両側から組み付けができるようにディファレンシャルケース２０２が３ピースになっており、両側からサイドギヤ２０６Ｌ、２０６Ｒおよびスラストワッシャ２１６Ｌ、２１６Ｒを組み付けた後、第１キャップ２０２Ａおよび第２キャップ２０２Ｂを中央の第３ケース２０２Ｃに固定し、ピニオンギヤ２０４Ａ、２０４Ｂ、２０４Ｃ、２０４Ｄ、２０４Ｅ、２０４Ｆを挿入して抜け止めリング２１８を取り付ける。その他の構成は、前記第１実施例および第２実施例の構成と同様である。この第３実施例に係る車両用差動歯車装置２０１も、前記各実施例と同様の作動を行い、同様の作用効果を奏することができる。このようにピニオンギヤの数が増えるに従って、ピニオンシャフトをなくすことによるコスト削減効果が大きくなる。

さらに、図１３は、第４の実施例に係る車両用差動歯車装置３０１を示すものである。この実施例装置は、８個のピニオンギヤが円周上に配置されて両サイドギヤに噛み合う８ピニオンタイプである。

この実施例に係る差動歯車装置３０１は、前記第３実施例の６ピニオンタイプ（図１２参照）と同様に３ピースから構成されたディファレンシャルケース３０２内に、ピニオンギヤ３０４Ａ、３０４Ｂ、３０４Ｃ、３０４Ｄ、３０４Ｅ、３０４Ｆ、３０４Ｇ、３０４Ｈおよびサイドギヤ３０６Ｌ（他方のサイドギヤは図示せず）が収容され、ピニオンギヤ３０４Ａ、３０４Ｂ、３０４Ｃ、３０４Ｄ、３０４Ｅ、３０４Ｆ、３０４Ｇ、３０４Ｈの外周に抜け止めリング３１８が装着される。この実施例は、ピニオンギヤの数が異なるだけで、その他の構成は第３実施例と同様であり、同様の差動を行い、同様の作用効果を奏することができる。

前記各実施例では、ピニオンギヤ４の被保持部（ディファレンシャルケース２のピニオンギヤ保持面１２Ａａ、１２Ｂａ、１２Ａｂ、１２Ｂｂによって保持される部分）側の外面が、図１４（ａ）に示すように、ストレート形状（ピニオンギヤ４Ａの軸線と平行）になっており（このストレート部を符号４Ａｄで示す）、サイドギヤ６Ｌ、６Ｒとの噛み合い部側の先端部寄りに短いテーパー部４Ａｅが設けられた形状をしている。また、このピニオンギヤ４Ａは、軸線方向（図１４（ａ）の上下方向）の全長に渡って歯４Ａｆが形成されており、被保持部側のストレート部４Ａｄも、歯４Ａｆと歯溝４Ａｇとが交互に位置する構成になっている。従って、ピニオンギヤ４Ａの回転時には、前記ディファレンシャルケース２のピニオンギヤ保持面１２Ａａ、１２Ｂａ、１２Ａｂ、１２Ｂｂによって、ピニオンギヤ４Ａのトップランド部４Ａｈ（ピニオンギヤ４Ａの各歯４Ａｆの歯先面）だけが保持される。

前記構成では、ピニオンギヤ４Ａの、ディファレンシャルケース２のピニオンギヤ保持面１２Ａａ、１２Ｂａ、１２Ａｂ、１２Ｂｂに保持される被保持部は、トップランド部４Ａｈだけであり、保持面積が小さいため面圧が大きくなってしまい、摩耗や焼き付きに対してはなお改善の余地がある。また、被保持部全体に歯溝４Ａｇが形成されており、各トップランド部４Ａｈに角部があるので、角部の形状によっては角当たりを生じ、角部の面圧がさらに大きくなってしまう場合もある。しかも、ピニオンギヤ４Ａの被保持部は、全周に渡って連続した面ではなく、トップランド部４Ａｈと歯溝４Ａｇとが交互に位置しており、円周方向の形状があたかも多角形状のようになり、ピニオンギヤ４Ａの位相によってピニオンギヤ４Ａの保持位置が変動してしまう。つまり、図１４（ａ）と図１４（ｂ）のように、ピニオンギヤ４Ａの位相が異なると、ピニオンギヤ４Ａの保持される部分の位置および面積が大きく変動してしまい、ノイズや歯車強度に対しても改善の余地がある。

図１５は、第５の実施例に係る車両用差動歯車装置４０１の回転軸線に沿う縦断面図、図１６（ａ）、（ｂ）はこの実施例に使用されているピニオンギヤ４０４Ａ、４０４Ｂ を示すものである（図１６は一方のピニオンギヤ４０４Ａを示す）。ピニオンギヤ４Ａの軸方向の全長に渡って歯が形成されている場合には、前述のような問題が発生するため、ピニオンギヤ４０４Ａ、４０４Ｂの形状が改良されている。ピニオンギヤ４０４Ａ、４０４Ｂの形状以外の部分は、前記各実施例と同一または近似しているので、相当する部分には前記図２と同一の符号を付してその説明は省略する。

この実施例のピニオンギヤ４０４Ａ、４０４Ｂは、被保持部側（ピニオンギヤ挿入孔１２Ａ、１２Ｂの開口部側）の、サイドギヤ６Ｌ、６Ｒと噛み合わない部分に、全周に渡って連続した円柱状の被保持部４０４Ａｊ、４０４Ｂｊ（以下、この部分を全周保持部と呼ぶ）を形成したものである。このピニオンギヤ４０４Ａの形状を図１６により説明すると、ピニオンギヤ４０４Ａの被保持部側（図１６の上部側）の、サイドギヤ６Ｌ、６Ｒとの噛み合いがない部分の歯元を切り上げることにより、歯溝４０４Ａｇの形成されていない円柱状の外面を有する部分（全周保持部４０４Ａｊ）を形成したものである。この実施例のピニオンギヤ４０４Ａ、４０４Ｂは、ディファレンシャルケース２のピニオンギヤ保持面（ピニオンギヤ挿入口１２Ａ、１２Ｂの内周面と内部側への延出部）によって、前記全周保持部４０４Ａｊ、４０４Ｂｊと、この全周保持部４０４Ａｊ、４０４Ｂｊに連続するトップランド部４０４Ａｈの一部が保持される。

ピニオンギヤ４０４Ａ、４０４Ｂを前記のような形状としたことにより、ピニオンギヤ４Ａ、４Ｂの位相によって被保持部の位置が変動することを抑制でき、歯車噛み合い部の良好な当たりを確保することができ、歯車の強度向上とノイズ低減に効果がある。例えば、図１６（ａ）、（ｂ）に示すように、ピニオンギヤ４０４Ａの位相が異なる場合でも、ディファレンシャルケース２のピニオンギヤ保持面に保持される被保持部の面積を確保することができる。また、ピニオンギヤ４０４Ａ、４０４Ｂの被保持部の面積が拡大することにより面圧を下げることができるため、被保持部の耐久性と焼き付き性が向上する。さらに、全周保持部４０４Ａｊ、４０４Ｂｊは、ピニオンギヤの歯車のリブ効果となり、ピニオンギヤ４０４Ａ、４０４Ｂの歯車強度が向上する。

図１７は第６の実施例に係る車両用差動歯車装置５０１の縦断面図である。前記各実施例では、図１８（一方のピニオンギヤ保持面１２Ｂａ、１２Ｂｂを示す）に拡大して示すように、サイドギヤ６Ｌ、６Ｒの歯先が傾斜した直線状で、しかも、外周側（図１８の下側）に向かうほど低くなる勾配を有していた。従って、ディファレンシャルケース２のピニオンギヤ保持面に形成された延出部１２Ｂｂ（一方は図示せず）は、サイドギヤ６Ｌ、６Ｒとの干渉を避けるため、ピニオンギヤ挿入口１２Ｂの開口部側の幅Ｗ１が広く、内部側に行くに従って次第に幅Ｗ２が狭くなる形状をしていた。ディファレンシャルケース２のピニオンギヤ保持面１２Ａａ、１２Ｂａ、１２Ａｂ、１２Ｂｂが受ける力は、内部側ほど歯車噛み合い部の中心に近づくため、内部側の方が外部側よりも強くなる傾向があるが、前記の構成では、ピニオンギヤ保持面の幅が内部側に行くにしたがって細くなるため、この部分の面圧が大きくなり、使用状況によっては摩耗や焼き付きに対して問題が生じる場合があった。本実施例は、この問題を解決するために前記ディファレンシャルケース２のピニオンギヤ保持面の形状を改良したものである。なお、このピニオンギヤ保持面と一対のサイドギヤの形状以外は前記各実施例と共通なので、同一または相当する部分には、図２と同一の符号を付してその説明を省略する。また、図１９は、本実施例の一方のピニオンギヤ保持面５１２Ｂａ、５１２Ｂｂおよびこの保持面に保持されるピニオンギヤ（図示を省略）と噛み合う一対のサイドギヤ５０６Ａ、５０６Ｂを拡大して示す図である。

この実施例では、サイドギヤ５０６Ｌ、５０６Ｒの歯の外周寄りの部分５０６Ｌｃ、５０６Ｒｃを、歯先面が歯の背後の摺動面５０６Ｌｄ、５０６Ｒｄと平行になるように歯丈を下げている。サイドギヤ５０６Ｌ、５０６Ｒはベベルギヤであるから本来の歯先面の形状は、前記図１８に示すように、先端に向かって次第に低くなるテーパー状であるが、この実施例では、サイドギヤ５０６Ｌ、５０６Ｒの外周端から内部側に向けて、本来のテーパー面（外周端の歯先５０６Ｌｅ、５０６Ｒｅと内周端の歯先５０６Ｌｆ、５０６Ｒｆとを結ぶ面）に対して次第に大きく歯先を下げることにより、外周側の部分５０６Ｌｃ、５０６Ｒｃの歯先をほぼ同じ高さにしている。即ち、サイドギヤ５０６Ｌ、５０６Ｒの外周部５０６Ｌｃ、５０６Ｒｃにおける歯先円錐角を、外周部５０６Ｌｃ、５０６Ｒｃより内周側における歯先円錐角よりも大きくしている。このようにサイドギヤ５０６Ｌ、５０６Ｒの歯の形状を変更したことにより、ディファレンシャルケース２のピニオンギヤ保持面（ピニオンギヤ挿入孔５１２Ｂの内周面５１２Ｂａと延出部５１２Ｂｂ）の内部側への延出部５１２Ｂｂの幅Ｗ３を外周部５０６Ｌｃ、５０６Ｒｃの歯先に沿うように広げることができる。この実施例では、前記延出部５１２Ｂｂのピニオンギヤ挿入口５１２Ｂ寄りの部分と、ディファレンシャルケース２の内部側に延びた先端部との幅Ｗ３がほぼ同一となり、ピニオンギヤ保持面の面積を拡大することができる。サイドギヤの歯の形状を図１８の形状のままで、ディファレンシャルケース２のピニオンギヤ保持面の内部側の幅Ｗ２を拡大しようとすると、サイドギヤ６Ｌ、６Ｒの歯と干渉してしまうが、サイドギヤ５０６Ｌ、５０６Ｒの歯の形状を前記のように変更することにより、ピニオンギヤ保持面の内部側の幅Ｗ３を広げて、保持面全体の面積を拡大することが可能になった。

以上のようにピニオンギヤ保持面５１２Ｂａ、５１２Ｂｂの面積を拡大することにより面圧を下げることができ、ピニオンギヤ保持面の耐久性と焼き付き性を向上させることができる。なお、サイドギヤ５０６Ｌ、５０６Ｒの歯の形状を図１７、図１９のように変更しても、歯面が力を受ける部位はほとんど変わらないので、ピニオンギヤ４Ａ、４Ｂとの噛み合いに悪影響を及ぼすおそれはない。

例えば、図２０に示す構成の車両用差動歯車装置６０１では、サイドギヤ６０６Ｌ、６０６Ｒの背面側の、ディファレンシャルケース２に対する摺動面６０６Ｌｄ、６０６Ｒｄが平面になっており、サイドギヤ６０６Ｌ、６０６Ｒはその背後に位置するディファレンシャルケース２の摺動面２Ｌｂ、２Ｒｂとの間に挿入されたスラストワッシャ１６Ｌ、１６Ｒを介して摺動自在に支持されている。また、サイドギヤ６０６Ｌ、６０６Ｒの内部側には、内面に車軸と結合されるスプライン６０６Ｌａ、６０６Ｒａが設けられた円筒部（ボス部）６０６Ｌｂ、６０６Ｒｂが形成されており、このボス部６０６Ｌｂ、６０６Ｒｂの外面がディファレンシャルケース２の車軸挿通孔６１０Ｌ、６１０Ｒ内に回転自在に挿通されている。

前記のようにサイドギヤ６０６Ｌ、６０６Ｒの背面側は、摺動面６０６Ｌｄ、６０６Ｒｄとボス部６０６Ｌｂ、６０６Ｒｂの末端面との間が大きな段差がある。つまりボス部６０６Ｌｂ、６０６Ｒｂが背後に長く突出する形状になっている。サイドギヤ６０６Ｌ、６０６Ｒがこのような形状をしていると、ディファレンシャルケース２内に組み込む際にこのボス部６０６Ｌｂ、６０６Ｒｂが邪魔になるため、ディファレンシャルケース２の干渉する部分を大きく逃がす必要がある等形状の制約が非常に大きいという問題があった。組み付け時のディファレンシャルケース２に対するサイドギヤ６０６Ｌ、６０６Ｒの干渉をさけるためには、ディファレンシャルケース２のサイドギヤを支持する摺動面２Ｌｂ、２Ｒｂかピニオンギヤ保持面（特にその延出部２Ｂｂ）のどちらか、または双方を削り取るか、ディファレンシャルケース２を一体型や二体型ではなく、三体に分割しなければならないという問題があった。

図２１は第７の実施例に係る車両用差動歯車装置７０１の縦断面図であり、この実施例では、サイドギヤ７０６Ｌ、７０６Ｒの形状と、ディファレンシャルケース７０２のこのサイドギヤ７０６Ｌ、７０６Ｒを摺動自在に支持する摺動面７０２Ｌｂ、７０２Ｒｂの形状が前述の実施例の構成と異なっている。前述の構成と異なる部分についてだけ説明し、その他の部分につては説明を省略する。一対のサイドギヤ７０６Ｌ、７０６Ｒは、ディファレンシャルケース７０２に摺動自在に支持される背面側（ピニオンギヤ７０４Ａ（他方は図示を省略）に噛み合う歯と逆側）の摺動面７０６Ｌｄ、７０６Ｒｄが球面状になっている。そして、歯面を向かい合わせに配置された二つのサイドギヤ７０６Ｌ、７０６Ｒの、背後の球面７０６Ｌｄ、７０６Ｒｄは、その中心Ｏ７が一致している。すなわち、左右のサイドギヤ７０６Ｌ、７０６Ｒの球面の中心Ｏ７が同一である。

一方、このサイドギヤ７０６Ｌ、７０６Ｒを摺動自在に支持するディファレンシャルケース７０２の支持部（摺動部）７０２Ｌｂ、７０２Ｒｂも、前記サイドギヤ７０６Ｌ、７０６Ｒの摺動面７０６Ｌｄ、７０６Ｒｄの球面とほぼ合致する曲率の凹状の球面になっている。そして、サイドギヤ７０６Ｌ、７０６Ｒの球面とディファレンシャルケース７０２の摺動部７０２Ｌｄ、７０２Ｒｄの球面との間に、同じ曲率の球面状のスラストワッシャ７１６Ｌ、７１６Ｒが挿入されている。

この実施例では、ワンピースタイプのディファレンシャルケース７０２内にサイドギヤ７０６Ｌ、７０６Ｒを挿入する際には、ディファレンシャルケース７０２のサイドギヤ挿入孔７１４Ａ（図２２参照）から、サイドギヤ７０６Ｌ、７０６Ｒを、歯を下側に向けて斜めにした状態で、その一端部（図２２の下方に位置する端部）を差し込み、矢印方向に回転させながら、サイドギヤ７０６Ｌ、７０６Ｒの球面（摺動面７０６Ｌｄ、７０６Ｒｄ）をディファレンシャルケース７０２の球面（摺動部７０２Ｌｂ、７０２Ｒｂ）に沿わせて挿入する。このようにサイドギヤ７０６Ｌ、７０６Ｒを回転させながらディファレンシャルケース７０２内に挿入することができるので、ディファレンシャルケース７０２の逃げを少なくすることができる。つまり、サイドギヤ挿入孔７１４Ａ等を小さくすることができ、ディファレンシャルケース７０２の強度を向上させることができる。また、ディファレンシャルケース７０２の摺動部７０２Ｌｂ、７０２Ｒｂを損なうことなく、サイドギヤ７０６Ｌ、７０６Ｒを挿入することが可能になるので、ディファレンシャルケース７０２の摺動部７０２Ｌｂ、７０２Ｒｂの耐焼き付き性、耐摩耗性を向上させることができる。さらに、サイドギヤ７０６Ｌ、７０６Ｒのスプライン７０６Ｌａ、７０６Ｒａが形成されている部分の肉厚を厚くすることができるので、サイドギヤ７０６Ｌ、７０６Ｒの強度を向上させることができる。しかも、サイドギヤ７０６Ｌ、７０６Ｒは、設定したクリアランスの範囲で移動する場合があるが、移動した場合でも円周方向に移動するので、歯当たりの不良を最小限に押さえることができ、歯車の強度を向上させることができる。

前記各実施例では、図２３および図２４に示すように、ディファレンシャルケース８０２のピニオンギヤ保持面を、ピニオンギヤ挿入孔８１２Ａ、８１２Ｂの内周面８１２Ａａ、８１２Ｂａと、内部側に拡大した延出部８１２Ａｂ、８１２Ｂｂとから構成して、ピニオンギヤ８０４Ａ、８０４Ｂの保持面積を大きくすることにより、回転するピニオンギヤ８０４Ａ、８０４Ｂを安定して保持することができ、サイドギヤ８０６Ｌ、８０６Ｒとの噛み合い性能を向上させることができる。しかしながら、内部側へ拡大した延出部８１２Ａｂ、８１２Ｂｂをディファレンシャルケース８０２に直接設けているので、特にワンピースタイプのディファレンシャルケース８０２の場合には、この延出部８１２Ａｂ、８１２Ｂｂが邪魔になってサイドギヤ８０６Ｌ、８０６Ｒの組み付けが困難であるという問題があった。例えば、ワンピースタイプのディファレンシャルケース８０２の側部に、サイドギヤ８０６Ｌ、８０６Ｒの直径よりも僅かに大きい長さのサイドギヤ挿入孔８１４Ａ、８１４Ｂを形成して、サイドギヤ８０６Ｌ、８０６Ｒを挿入しようとすると、ピニオンギヤ保持面の延出部８１２Ａｂ、８１２Ｂｂが内部側に突出しているため、邪魔になり、サイドギヤ８０６Ｌ、８０６Ｒの挿入が非常に難しくなるという問題が発生した。

この第８実施例は、前記問題を解決するためになされたものであり、図２５に示すように、ディファレンシャルケース９０２のピニオンギヤ９０４Ａ、９０４Ｂを保持する部分を別体のピニオンギヤ保持部材９２０Ａ、９２０Ｂから構成したものである。この実施例では、ディファレンシャルケース９０２の開口部９１２Ａ、９１２Ｂを、ピニオンギヤ９０４Ａ、９０４Ｂの外径よりも大きい円孔とし、ディファレンシャルケース９０２自体はその内部側への延出部を持たない形状とする。そして、この開口部９１２Ａ、９１２Ｂの内径とほぼ一致する外径と、ピニオンギヤ９０４Ａ、９０４Ｂの外径とほぼ一致する内径を有する円筒状のピニオンギヤ保持部材９２０Ａ、９２０Ｂを別に用意する。このピニオンギヤ保持部材９２０Ａ、９２０Ｂは、開口部９１２Ａ、９１２Ｂ内に挿入した際に、外側の端面（開口部側の端面）をディファレンシャルケース９０２の外面にほぼ一致させると、内部側の先端面が開口部９１２Ａ、９１２Ｂよりも内部側に突出するようになっている。この突出部９２０Ａａ、９２０Ｂａの内面が、前記各実施例の延出部（図２３の８１２Ｂｂ参照）と同様の機能を果たす。この突出部９２０Ａａ、９２０Ｂａの突出量は、前記ピニオンギヤ保持面の延出部８１２Ａｂ、８１２Ｂｂの長さとほぼ同じ程度とすることが好ましいが、これよりも短くても良く、また、長くても良い。

この実施例では、ワンピースタイプのディファレンシャルケース９０２に組み付ける場合には、ピニオンギヤ９０４Ａ、９０４Ｂおよびピニオンギヤ保持部材９２０Ａ、９２０Ｂを組み付ける前に、図２６に示すサイドギヤ挿入孔９１４Ａ、９１４Ｂから矢印方向にサイドギヤ（図示を省略）を挿入する。この時点では、まだピニオンギヤ保持部材９２０Ａ、９２０Ｂが取り付けられていないので、サイドギヤ挿入の障害となるものがなく、サイドギヤの挿入が容易である。サイドギヤを挿入した後に、ピニオンギヤ保持部材９２０Ａ、９２０Ｂとピニオンギヤ９０４Ａ、９０４Ｂを、図２５の矢印方向から挿入し、ピニオンギヤ保持部材９２０Ａ、９２０Ｂを固定する。

前記のようにサイドギヤをスムーズに挿入することが可能になると、第１実施例で説明したようにディファレンシャルケース２の内部に逃げ部８ａ（図２および図８参照）等を設ける必要もなくなり、形状の制約がなく、設計の自由度が増し、結果的にディファレンシャルケース９０２の強度を向上させることが可能である。また、ピニオンギヤを保持する部分は、作動時に大きな負荷を受けるが、ディファレンシャルケース全体に熱処理および／または表面処理を行うとコスト高である。しかしながらピニオンギヤ保持部材９２０Ａ、９２０Ｂを別体としたことにより、この部分にだけ、最も適した熱処理および表面処理を施すことができるので、ピニオンギヤを保持する部分の耐久性、耐焼き付き性の向上と、ディファレンシャルケース９０２のコストダウンが可能である。さらに、ディファレンシャルケース９０２側のピニオンギヤ保持部の形状（開口部９１２Ａ、９１２Ｂの形状）は単純化できるので、熱処理ひずみの影響が少なくなり、精度を向上させることができる。またさらに、サイドギヤの挿入時にピニオンギヤ保持部材９２０Ａ、９２０Ｂが障害となることがないので、ピニオンギヤ保持面を長くすることができ、前記各実施例よりも、ピニオンギヤ９０４Ａ、９０４Ｂの傾きをより確実に抑えることができる。

前記各実施例に用いられたピニオンギヤは、被保持部（ディファレンシャルケースのピニオンギヤ保持面によって保持される部分）側の外面が、ストレート形状（ピニオンギヤの軸線と平行）になっており、サイドギヤとの噛み合い部側の先端部寄りに短いテーパー部が設けられた形状をしている（図１４（ａ）のストレート部４Ａｄおよびテーパー部４Ａｅ参照）。前記図１４に示す例では、ピニオンギヤ４Ａの全長の３／４程度の長さがストレート部４Ａｄであり、残りの１／４がテーパー部４Ａｅになっている。このようなピニオンギヤを用いた構成では、図２７に示すように、ディファレンシャルケース１００２の内部に形成されたピニオンギヤ保持面１０１２ａによって、ストレート部１００４ｄだけが保持されている。なお、ピニオンギヤ１００４のストレート部１００４ｄとテーパー部１００４ｅとの比率は前述のものに限定されないことは言うまでもない。但し、テーパー部１００４ｅがピニオンギヤ１００４の全長の１／３以下であることが好ましい。

図２７に示す構成のように、ディファレンシャルケース１００２のピニオンギヤ保持面１０１２ａによってストレート部１００４ｄだけが保持されている構成では、ピニオンギヤ１００４の歯面に力を受ける部位付近で面圧が高くなり、耐久性、焼き付き性に改善の余地がある。なお、図２７は、６個のピニオンギヤ１００４を備えた６ピースタイプの差動歯車装置１００１を、各ピニオンギヤ１００４の軸線を通る断面で切断した横断面図であり、図１２に対応する図である。

この第９実施例に係る車両用差動歯車装置１１０１は、前記課題を解決するためになされたもので、図２８に示すように、ディファレンシャルケース１１０２のピニオンギヤ支持面１１１２ａを内部側にさらに拡大したものである。この実施例では、前記実施例と同様のピニオンギヤ保持面１１１２ａによってピニオンギヤ１１０４のストレート部１１０４ｄを保持するとともに、内部側に拡大した延出部１１１２ｂによってピニオンギヤ１１０４の先端部側のテーパー面１１０４ｅも同時に保持することができる。このようにピニオンギヤ１１０４の先端部側まで保持することにより、ピニオンギヤ１１０４の面圧を分散させることができ、耐久性や焼き付き性を向上させることができる。また、ピニオンギヤ１１０４の最も先端部まで保持することにより、倒れ防止の効果も得られ、正常な噛み合いを保持することができるので、歯車強度の向上を図ることができる。

第１０実施例は前記第７実施例をさらに改良し、ディファレンシャルケースのサイドギヤ挿入孔を小さくしてディファレンシャルケースの剛性を向上したものである。図２９は第１０の実施例に係る車両用差動歯車装置１２０１の縦断面図であり、この実施例では、サイドギヤ１２０６Ｌ、１２０６Ｒをディファレンシャルケース１２０２内に挿入するためのサイドギヤ挿入孔１２０４Ｌ、１２０４Ｒの大きさおよび位置が実施例７の構成と異なっている。前述の構成と異なる部分についてだけ説明し、その他の部分については説明を省略する。

本実施例のサイドギヤ挿入孔１２０４Ｌ、１２０４Ｒは、ディファレンシャルケース１２０２の回転軸に対し１８０度対称な位置に設けられており、その大きさは実施例７におけるサイドギヤ挿入孔７１４Ａ（図２２参照）よりも小さく形成されている。サイドギヤ１２０６Ｌ、１２０６Ｒをディファレンシャルケース１２０２内に挿入する際には、サイドギヤ１２０６Ｌをサイドギヤ挿入孔１２０４Ｌから、サイドギヤ１２０６Ｒをサイドギヤ挿入孔１２０４Ｒから、それぞれほぼ同時に挿入する。両サイドギヤがディファレンシャルケース１２０２内に収まった後、矢印方向に同時に回転させながら両サイドギヤの回転軸をディファレンシャルケース１２０２の回転軸に合うように位置合わせをする。然る後にスラストワッシャ１２１６Ｌ、１２１６Ｒを両サイドギヤの背後と球面１２０６Ｌｄ、１２０６Ｒｄとの間に挿入する。なお、図示は省略しているが、サイドギヤ挿入孔１２０４Ｌ、１２０４Ｒからディファレンシャルケース１２０２の回転方向に９０度位相がずれた位置にはピニオンギヤ保持面の延出部が設けられている。

このように構成することにより、サイドギヤがピニオンギヤ保持面の延出部に干渉することを避けながら、比較的小さなサイドギヤ挿入孔より両サイドギヤを挿入することができるので、サイドギヤ挿入孔によってディファレンシャルケースの剛性が低下することを抑制できる。また、サイドギヤ挿入孔１２０４Ｌ、１２０４Ｒをディファレンシャルケース１２０２の回転軸に対し１８０度対称な位置に設けたので、回転アンバランスによる振動発生を低減できる。またさらに、両サイドギヤを挿入した後にスラストワッシャ１２１６Ｌ、１２１６Ｒを両サイドギヤの背後に挿入するようにすれば、スラストワッシャ１２１６Ｌ、１２１６Ｒの厚み分だけ両サイドギヤが接近するように位置決めされるので、結果としてサイドギヤ挿入孔１２０４Ｌ、１２０４Ｒをより小さくすることができる。つまり、両サイドギヤを挿入する際にはスラストワッシャ１２１６Ｌ、１２１６Ｒの厚み分だけディファレンシャルケース１２０２内の空間を広く確保できるので、両サイドギヤの位置の自由度が増し、より小さなサイドギヤ挿入孔から両サイドギヤを挿入することが可能になるのである。

また、両サイドギヤとピニオンギヤとの噛み合いを調整するため、サイドギヤ１２０６Ｌ、１２０６Ｒの組み付け前に両サイドギヤの形状およびディファレンシャルケース１２０２の形状を測定し、この測定結果に基づいてこれらの部材の加工誤差を補正するようにスラストワッシャ１２１６Ｌ、１２１６Ｒの厚みを変更してもよい。例えば、厚みの異なるスラストワッシャを数種類用意しておき、サイドギヤ１２０６Ｌの軸方向長さが基準値よりも小さい場合には、厚めのスラストワッシャ１２１６Ｌを選択する。これにより、サイドギヤ１２０６Ｌの加工誤差を補正することができ、ピニオンギヤとの良好な噛み合いを確保できる。また、図３０に示すように、ピニオンギヤ１２１２と抜け止め用リング１２１３との間にスラストワッシャ１２１４を介装し、このスラストワッシャ１２１４の厚みを変更することでギヤの噛み合いを調整するようにしても、同様の効果を得ることができる。またさらに、スラストワッシャ１２１６Ｌ、１２１６Ｒの厚み変更による調整、およびスラストワッシャ１２１４の厚み変更による調整を組み合わせれば、より一層両サイドギヤとピニオンギヤとの噛み合いを良好にすることができる。

なお、前記各スラストワッシャの厚み変更による両サイドギヤとピニオンギヤとの噛み合い調整は、前記各実施例に適用できることは言うまでもない。両サイドギヤとピニオンギヤとの噛み合いを良好にすることは、ピニオンギヤをピニオンギヤ支持面で支持して差動制限を行う本発明の差動歯車装置では、特に重要な課題である。ピニオンギヤがピニオンギヤ支持面と精度よく摺接しなければ、適切な差動制限力を発揮し得ないからである。

なお、前記各ピニオンギヤ４Ａ、４Ｂ（その他の実施例の符号は省略）の歯先面および／またはこの歯先面と摺接するピニオンギヤ保持面には、表面加工または表面処理を施すことにより、これらの面の間の摩擦抵抗の経時変化を低減することが望ましい。例えば、これらの面の少なくとも一方に多数の微細な凹部を不整な状態（整っていないランダムな状態）で形成したり、あるいは、成形後にショットピーニング等の加工を行って形成しても良い。また、例えば、ピニオンギヤ４Ａ、４Ｂの歯車を形成する前の切削加工により削った表面をそのまま使用するようにしても良い。従来の歯車の場合には、成形後表面に仕上げ加工を行って滑らかにしているが、この例の場合には仕上げ加工を行わないので、加工工数が減りコストダウンになる。また、ホブ加工等により不整な凹部を有する形状にした後、その表面側だけを平滑にする仕上げ加工（ラッピング加工）を行っても良い。この場合には、表面側の僅かな厚さだけを仕上げ加工するので、歯面の内部側の凹部は残されている。このような表面加工等を行うことで、摺動面の表層部が摩耗しても凹部は残り、潤滑を確保することができる。さらに、これらピニオンギヤ４Ａ、４Ｂとピニオンギヤ保持面との摺接面にコーティングを行っても良い。

車両用差動歯車装置の正面図である。（実施例１） 図１のＩＩ−ＩＩ線に沿う断面図である。 前記車両用差動歯車装置の側面図である。 図３のＩＶ−ＩＶ線に沿う断面図である。 前記車両用差動歯車装置の背面図である。 前記車両用差動歯車装置の分解斜視図である。 ディファレンシャルケースの正面図である。 図７のＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ線に沿う断面図である。 車両用差動歯車装置の縦断面図である。（実施例２） 車両用差動歯車装置の横断面図である。 車両用差動歯車装置の縦断面図である。（実施例３） 車両用差動歯車装置の横断面図である。 車両用差動歯車装置の縦断面図である。（実施例４） 図（ａ）、図（ｂ）は従来の車両用差動歯車装置のピニオンギヤの一例を示す正面図である。 車両用差動歯車装置の縦断面図である。（実施例５） 図（ａ）、図（ｂ）は実施例５の車両用差動歯車装置のピニオンギヤを示す正面図である。 車両用差動歯車装置の縦断面図である。（実施例６） 車両用差動歯車装置のピニオンギヤ保持面を拡大して示す図である。 実施例６のピニオンギヤ保持面を拡大して示す図である。 車両用差動歯車装置の縦断面図である。 車両用差動歯車装置の縦断面図である。（実施例７） 実施例７のサイドギヤ組み付け工程を説明する縦断面図である。 車両用差動歯車装置の縦断面図であり、図２４のＸＸＩＶ−ＸＸＩＶ線に沿う断面を示す。 図２３のＸＸＶ−ＸＸＶ線に沿う断面図である。 車両用差動歯車装置の横断面図であり、図２４に相当する図である。（実施例８） 図２５のピニオンギヤおよびピニオンギヤ支持部材を装着する前の状態を示す横断面図である。 車両用差動歯車装置の横断面図である。 車両用差動歯車装置の横断面図である。（実施例９） 車両用差動歯車装置の縦断面図である。（実施例１０） 実施例１０のピニオンギヤの保持部を示す図である。 従来の車両用差動歯車装置の一例を示す縦断面図である。

符号の説明

２ ディファレンシャルケース
４Ａ ピニオンギヤ
４Ｂ ピニオンギヤ
４Ａａ ピニオンギヤの噛み合い部
４Ｂａ ピニオンギヤの噛み合い部
４Ａｂ ピニオンギヤの被保持部
４Ｂｂ ピニオンギヤの被保持部
６Ｌ サイドギヤ
６Ｒ サイドギヤ
１２Ａ ピニオンギヤ挿入孔
１２Ｂ ピニオンギヤ挿入孔
１２Ａａ ピニオンギヤ保持面の拡大部
１２Ｂａ ピニオンギヤ保持面の拡大部

Claims (13)

1. ディファレンシャルケースに形成したピニオンギヤ挿入孔内に回転自在に保持された複数のピニオンギヤと、これらピニオンギヤに噛み合うとともに、二つの車軸にそれぞれ連結された一対のサイドギヤとを備えた車両用差動歯車装置において、
   前記ピニオンギヤ挿入孔の前記ピニオンギヤに摺接するピニオンギヤ保持面をディファレンシャルケースの内部側に延出し、前記ピニオンギヤ保持面は、前記ピニオンギヤの前記サイドギヤと噛み合う歯車噛み合い部の少なくとも一部を支持することを特徴とする車両用差動歯車装置。
2. 前記ピニオンギヤは、前記ピニオンギヤ挿入孔のピニオンギヤ保持面、および前記ピニオンギヤ挿入孔の外側開口部に嵌装されたピニオンギヤの抜け止めリングによってディファレンシャルケースに保持されており、ピニオンギヤの軸心に挿通されるピニオンシャフトを備えていないことを特徴とする請求項１に記載の車両用差動歯車装置。
3. 前記サイドギヤの歯数を、ピニオンギヤの歯数の２．５倍以上としたことを特徴とする請求項２に記載の車両用差動歯車装置。
4. ディファレンシャルケースのピニオンギヤ挿入孔が設けられていない部分に、サイドギヤ挿入孔を形成したことを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の車両用差動歯車装置。
5. 前記ピニオンギヤの前記ピニオンギヤ保持面と摺接する部分のうち、前記歯車噛み合い部以外の部分に、該ピニオンギヤの周方向の全周に渡り連続した円柱状の外周面を形成したことを特徴とする請求項１に記載の車両用差動歯車装置。
6. 前記ピニオンギヤの外面に、前記サイドギヤと噛み合う歯車噛み合い部を含む前記円柱状外周面と同径のストレート部を設け、前記ピニオンギヤ挿入孔のピニオンギヤ保持面によって、前記円柱状外周面と前記ストレート部の少なくとも一部とを保持することを特徴とする請求項５に記載の車両用差動歯車装置。
7. 前記サイドギヤの歯車の外周部における歯先円錐角を、該外周部より内周側における歯先円錐角よりも大きくするとともに、
   前記ピニオンギヤ保持面のディファレンシャルケース内に延出した部分を、前記サイドギヤの外周部の歯先に沿った形状としたことを特徴とする請求項１に記載の車両用差動歯車装置。
8. 前記サイドギヤの背面側の摺動面を球面状にするとともに、ディファレンシャルケースのサイドギヤを支持する面を、前記サイドギヤの摺動面とほぼ一致する曲率の球面としたことを特徴とする請求項４に記載の車両用差動歯車装置。
9. 前記サイドギヤの球面状摺動面と、この摺動面を支持するディファレンシャルケースの支持面との間に、該サイドギヤと前記ピニオンギヤとの噛み合いを調整するスラストワッシャを介装したことを特徴とする請求項１ないし請求項８のいずれかに記載の車両用差動歯車装置。
10. 前記ピニオンギヤの抜け止めリングと前記ピニオンギヤとの間に、前記ピニオンギヤと前記サイドギヤとの噛み合いを調整するスラストワッシャを介装したことを特徴とする請求項２ないし請求項９のいずれかに記載の車両用差動歯車装置。
11. 二つの車軸にそれぞれ連結された一対のサイドギヤと、これらサイドギヤに直角に噛み合う複数のピニオンギヤと、前記一対のサイドギヤおよび前記複数のピニオンギヤを内包するディファレンシャルケースとを備えた車両用差動歯車装置において、
    前記ピニオンギヤの前記サイドギヤと噛み合う歯車噛み合い部の少なくとも一部を支持するピニオンギヤ保持面が形成されたピニオンギヤ保持部材を備え、
    前記ピニオンギヤおよび前記ピニオンギヤ保持部材は、前記ディファレンシャルケースに前記一対のサイドギヤを挿入後に、前記ディファレンシャルケースに組み付け可能であることを特徴とする車両用差動歯車装置。
12. 前記ピニオンギヤ保持部材は、前記ディファレンシャルケースの前記ピニオンギヤの組み付け位置に対応する部分に形成された開口部から前記ディファレンシャルケース内に挿入されることを特徴とする請求項１１に記載の車両用差動歯車装置。
13. 前記ピニオンギヤの外面を、ピニオンギヤ挿入孔の開口部側に形成されたストレート部と、内部に挿入された先端部側のテーパー部とから構成するとともに、前記ピニオンギヤ保持面によって前記ストレート部と前記テーパー部とを保持することを特徴とする請求項１に記載の車両用差動歯車装置。

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