JP5035164B2 - ディファレンシャル装置 - Google Patents

Description

この発明は、ディファレンシャル装置に関し、さらに詳しくは、装置の製造コストあるいは部品点数を低減できるディファレンシャル装置に関する。

一般的なディファレンシャル装置は、リング・ギアと、このリング・ギアに連結されてリング・ギアと共に回転するデフ・ケースと、このデフ・ケース内に収容されてデフ・ケースと共に回転するピニオン・ギアと、このピニオン・ギアに噛み合うサイド・ギアとを備えている。また、デフ・ケースがシャフト用挿入孔を有しており、デフ・ケースとピニオン・ギアとがこのシャフト用挿入孔に挿入されたピニオン・シャフトを介して連結さている。かかる構成を採用する従来のディファレンシャル装置として、特許文献１に記載される技術が知られている。

特開平８−１３５７５６号公報

この発明は、装置の製造コストあるいは部品点数を低減できるディファレンシャル装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、この発明にかかるディファレンシャル装置は、リング・ギアと、前記リング・ギアに連結されて前記リング・ギアと共に回転するデフ・ケースと、前記デフ・ケース内に収容されて前記デフ・ケースと共に回転するピニオン・ギアと、前記ピニオン・ギアに噛み合うサイド・ギアとを備えるディファレンシャル装置であって、前記デフ・ケースが、前記デフ・ケースを径方向に貫通して前記デフ・ケースの上下の壁面にそれぞれ開口するシャフト用挿入孔を有し、前記デフ・ケースと前記ピニオン・ギアとが、前記シャフト用挿入孔に挿入されたピニオン・シャフトを介して連結され、前記リング・ギアが、前記リング・ギアの軸方向に突出して前記シャフト用挿入孔の入口側開口部を塞ぐリブを有し、前記ピニオン・シャフトが、前記シャフト用挿入孔の前記入口側開口部にて隙間嵌めとなると共に、他方の開口部にて締まり嵌めとなり、且つ、前記デフ・ケースの側面と前記リブとの間に形成されて前記デフ・ケースの外部から前記入口側開口部に至る潤滑油路を備えることを特徴とする。

このディファレンシャル装置では、ピニオン・シャフトがシャフト用挿入孔に圧入されるので、ピニオン・シャフトに特殊加工を施すことなくピニオン・シャフトをシャフト用挿入孔に固定できる。これにより、装置の製造コストあるいは部品点数を低減できる利点がある。
また、このディファレンシャル装置では、シャフト用挿入孔からのピニオン・シャフトの抜けが防止される利点がある。
また、このディファレンシャル装置では、リング・ギアとシャフト用挿入孔の開口部との位置関係に応じてリブの形状を変更することにより、シャフト用挿入孔の開口部を適切に塞ぐことができる。これにより、シャフト用挿入孔からのピニオン・シャフトの抜けが確実に防止される利点がある。
また、このディファレンシャル装置では、ピニオン・シャフトがシャフト用挿入孔の他方の開口部に圧入される。かかる構成では、一方の開口部が隙間を有するので、潤滑油がこの隙間を通ってデフ・ケース内に供給される。これにより、デフ・ケースの外部から内部への潤滑油流路が形成されるので、デフ・ケース内の潤滑性が向上する利点がある。

また、この発明にかかるディファレンシャル装置は、前記リング・ギアが肉抜き部を有する。

このディファレンシャル装置では、リング・ギアの剛性が低減されるので、装置の稼働時における騒音が低減される利点がある。

この発明にかかるディファレンシャル装置では、ピニオン・シャフトがシャフト用挿入孔に圧入されるので、ピニオン・シャフトに特殊加工を施すことなくピニオン・シャフトをシャフト用挿入孔に固定できる。これにより、装置の製造コストあるいは部品点数を低減できる利点がある。

以下、この発明につき図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、この実施例によりこの発明が限定されるものではない。また、この実施例の構成要素には、発明の同一性を維持しつつ置換可能かつ置換自明なものが含まれる。また、この実施例に記載された複数の変形例は、当業者自明の範囲内にて任意に組み合わせが可能である。

図１は、この発明の実施例にかかるディファレンシャル装置を示す断面図である。図２および図３は、図１に記載したディファレンシャル装置のリング・ギアを示す説明図である。図４は、ピニオン・シャフトの固定構造を示す説明図である。

［ディファレンシャル装置］
このディファレンシャル装置１は、例えば、自動車などの車両に適用され、エンジンにて発生した動力をドライブ・シャフトに伝達する機能を有する（図１参照）。ディファレンシャル装置１は、デフ・ケース２と、リング・ギア３と、ピニオン・ギア４およびサイド・ギア５と、ピニオン・シャフト６と、これらを収容するハウジング７とを含んで構成される。

デフ・ケース２は、ハウジング７内にて一対のテーパ・ベアリング７１、７２により両端部を支持され、ドライブ・シャフト１３を軸として回転可能に配置される。リング・ギア３は、デフ・ケース２に組み付けられて連結され、デフ・ケース２と共にドライブ・シャフト１３を軸として回転可能に配置される。また、リング・ギア３は、エンジン（図示省略）側のドライブ・ピニオン１１と噛み合う。このリング・ギア３とデフ・ケース２との連結構造については、後述する。

ピニオン・ギア４およびサイド・ギア５は、デフ・ケース２内に収容され、相互に噛み合わされて配置される。ピニオン・シャフト６は、デフ・ケース２に設けられたシャフト用挿入孔２３に挿入されて、デフ・ケース２とピニオン・ギア４とを連結する。これにより、デフ・ケース２とピニオン・ギア４とが一体となって回転する。なお、デフ・ケース２に対するピニオン・シャフト６の固定構造については、後述する。サイド・ギア５は、ドライブ・シャフト１３に嵌め込まれて固定される。

このディファレンシャル装置１では、まず、エンジンにて発生した動力がカウンタ・ドリブン・ギア１０を介してドライブ・ピニオン１１に伝達される。次に、この動力がドライブ・ピニオン１１からリング・ギア３に伝達され、リング・ギア３とデフ・ケース２とがドライブ・シャフト１３を軸として一体となって回転する。すると、デフ・ケース２と共にピニオン・ギア４が回転し、このピニオン・ギア４の回転がサイド・ギア５を介してドライブ・シャフト１３に伝達される。これにより、エンジンからの動力がドライブ・シャフト１３に伝達されてドライブ・シャフト１３が回転する。

［リング・ギアとデフ・ケースとの連結構造］
ここで、このディファレンシャル装置１では、デフ・ケース２とリング・ギア３とがリング・ギア３の径方向にてスプライン結合により連結される（図１および図２参照）。例えば、この実施例では、デフ・ケース２が円筒形状を有しており、その径方向外側の周面にスプライン結合部２１を有している。また、リング・ギア３が円環形状を有しており、その外周にギア部３２を有すると共にその内周にスプライン結合部３１を有している（図２および図３参照）。また、デフ・ケース２およびリング・ギア３の各スプライン結合部２１、３１の幅がデフ・ケース２の段差部２２から軸方向端部に渡って形成されている。これにより、リング・ギア３とデフ・ケース２とのスプライン結合の強度が高められている。

また、リング・ギア３とデフ・ケース２との連結状態にて、リング・ギア３をリング・ギア３の軸方向から挟み込んで保持する一対の保持部（スライド防止部）７１、２２が設けられている（図１および図２参照）。例えば、この実施例では、一方の保持部７１がハウジング７内にてデフ・ケース２の端部を支持するテーパ・ベアリング７１により構成されている。また、他方の保持部２２がデフ・ケース２の一部の外径を拡幅して成る段差部２２により構成されている。そして、リング・ギア３とデフ・ケース２との連結状態にて、リング・ギア３がデフ・ケース２の段差部２２とテーパ・ベアリング７１とに軸方向から挟み込まれて保持されている。

このディファレンシャル装置１の組立工程では、まず、デフ・ケース２の端部がリング・ギア３に軸方向から挿入されて、デフ・ケース２のスプライン結合部２１とリング・ギア３のスプライン結合部３１とが連結される（図２参照）。これにより、リング・ギア３とデフ・ケース２とが径方向にてスプライン結合される。また、このとき、デフ・ケース２の段差部（保持部）２２に当接してリング・ギア３を保持する。次に、リング・ギア３のスプライン結合部３１とデフ・ケース２の他方の端部とがハウジング７のテーパ・ベアリング７１、７２によりそれぞれ支持される。これにより、デフ・ケース２が回転可能に支持される。また、このとき、テーパ・ベアリング７１がリング・ギア３の他方の側面に当接してリング・ギア３を保持する。したがって、リング・ギア３がテーパ・ベアリング７１とデフ・ケース２の段差部２２との間に軸方向から挟み込まれて保持される。これにより、リング・ギア３が軸方向にスライドしてデフ・ケース２から抜け落ちる事態が防止されている。
また、テーパ・ベアリング７１がハウジング７のインナーレースに一体化されている。これにより、テーパ・ベアリング７１の圧入工程が省略され、サブアッシー化のための部品点数が減少し、また、組み付けラインが短縮される利点がある（図２参照）。

［ピニオン・シャフトの固定構造］
また、このディファレンシャル装置１では、デフ・ケース２とピニオン・ギア４とがピニオン・シャフト６を介して連結される（図１および図２参照）。例えば、この実施例では、デフ・ケース２がピニオン・シャフト６を挿入するためのシャフト用挿入孔２３を有している。このシャフト用挿入孔２３は、デフ・ケース２を径方向に貫通している。そして、このシャフト用挿入孔２３にピニオン・シャフト６が挿入されて、デフ・ケース２とピニオン・ギア４とが連結されている。

ここで、ピニオン・シャフト６は、シャフト用挿入孔２３に圧入されて固定される（図１および図２参照）。例えば、この実施例では、デフ・ケース２が中空構造を有しており、シャフト用挿入孔２３がデフ・ケース２の上側（図１の上側）の壁面および下側の壁面にそれぞれ開口部２３１、２３２を有する。そして、このシャフト用挿入孔２３の一方の開口部（入口側開口部）２３１からピニオン・シャフト６が挿入されて、他方の開口部２３２に至っている。また、シャフト用挿入孔２３では、入口側開口部２３１の径ｒ１が出口側開口部２３２の径ｒ２よりも大きく設定されている（ｒ１＞ｒ２）（図４参照）。このため、ピニオン・シャフト６は、シャフト用挿入孔２３の入口側開口部２３１にて隙間嵌めとなり、他方の開口部２３２にて締まり嵌めとなっている。

［効果］
以上説明したように、このディファレンシャル装置１では、デフ・ケース２とピニオン・ギア４とがデフ・ケース２のシャフト用挿入孔２３に挿入されたピニオン・シャフト６を介して連結される（図１および図２参照）。このとき、ピニオン・シャフト６がシャフト用挿入孔２３に圧入されるので、ピニオン・シャフト６に特殊加工を施すことなく、ピニオン・シャフト６をシャフト用挿入孔２３に固定できる。これにより、装置の製造コストあるいは部品点数を低減できる利点がある。例えば、ピニオン・シャフトに回転止めや抜け止めのための特殊加工を施すことは、一般に煩雑であるため製品の製造コストを悪化させる。また、例えば、固定ピンを設けてピニオン・シャフトを固定する構成では、固定ピンを挿入するためのピン用挿入孔をデフ・ケースに設ける必要があり、また、部品点数が増加するという問題がある。また、ピン用挿入孔を有するデフ・ケースでは、応力集中の発生や強度低下などのおそれがある。

［リング・ギアのリブ］
なお、このディファレンシャル装置１では、リング・ギア３がシャフト用挿入孔２３の入口側開口部２３１を塞ぐことが好ましい（図１および図２参照）。これにより、シャフト用挿入孔２３からのピニオン・シャフト６の抜けが防止される利点がある。なお、リング・ギア３は、そのいずれかの部分にてシャフト用挿入孔２３の開口部２３１、２３２を塞いでいれば良い。

また、一般に、リング・ギアとデフ・ケースのシャフト用挿入孔との位置関係は、製品の仕様等により相異するため、必ずしも近い位置に在るとは限らない。そこで、上記の構成では、リング・ギア３がシャフト用挿入孔２３の開口部２３１、２３２を塞ぐリブ３３、３３を有することが好ましい（図１〜図３参照）。かかる構成では、リング・ギア３とシャフト用挿入孔２３の開口部２３１、２３２との位置関係に応じてリブ３３の形状を変更することにより、シャフト用挿入孔２３の開口部２３１、２３２を適切に塞ぐことができる。これにより、シャフト用挿入孔２３からのピニオン・シャフト６の抜けが確実に防止される利点がある。

例えば、この実施例では、リング・ギア３が円環構造を有しており、その外周にギア部３２を有している（図３参照）。また、リング・ギア３が複数本のリブ３３を有し、これらのリブ３３が所定の間隔を明けつつリング・ギア３の径方向に延在している。また、これらのリブ３３がリング・ギア３の軸方向に突出している。また、リング・ギア３の組み付け状態にて、これらのリブ３３がデフ・ケース２のシャフト用挿入孔２３の入口側開口部２３１および他方の開口部２３２の双方をそれぞれ塞いでいる（図１参照）。これにより、ピニオン・シャフト６の抜けが防止されている。

なお、上記の構成では、リブ３３によりギア部３２が補強されるので、動力伝達時にてギア部３２に押圧力が作用したときに、リング・ギア３の湾曲が抑制される。これにより、リング・ギア３とカウンタ・ドリブン・ギア１０との噛み合い点のミスアライメントに起因する歯元応力が低減される利点がある。また、リング・ギア３のリブ３３がハウジング７内の潤滑油を掻き上げるので、装置の潤滑性が向上する利点がある。この点は、特に、エンジンの低速運転時や冷間始動時にて有益である。

［潤滑油通路］
また、このディファレンシャル装置１では、ピニオン・シャフト６がシャフト用挿入孔２３の一方の開口部２３１にて隙間嵌めとなり、他方の開口部２３２にて締まり嵌めとなることが好ましい（図４参照）。すなわち、ピニオン・シャフト６がシャフト用挿入孔２３の他方の開口部２３２に圧入される。かかる構成では、一方の開口部２３１が隙間を有するので、潤滑油がこの隙間ｈ１を通ってデフ・ケース２内に供給される。これにより、デフ・ケース２の外部から内部への潤滑油流路が形成されるので、デフ・ケース２内の潤滑性が向上する利点がある。

例えば、この実施例では、上記のように、シャフト用挿入孔２３の入口側開口部２３１の径ｒ１が出口側開口部２３２の径ｒ２よりも大きく設定されている（ｒ１＞ｒ２）（図４参照）。これにより、ピニオン・シャフト６がシャフト用挿入孔２３の入口側開口部２３１にて隙間嵌めとなり、他方の開口部２３２にて締まり嵌めとなっている。また、シャフト用挿入孔２３の入口側開口部２３１がリング・ギア３のリブ３３により塞がれており、ピニオン・シャフト６の抜け止めが施されている（図２参照）。このとき、デフ・ケース２の側面および入口側開口部２３１とリブ３３との間には、潤滑油が流通可能な隙間ｈ２が設けられている。したがって、入口側開口部２３１は、リブ３３によって密閉されてはいない。かかる構成では、隙間ｈ２から浸入した潤滑油が隙間ｈ１を通ってデフ・ケース２内に供給される。デフ・ケース２の外部から内部への潤滑油流路が形成されている。

なお、上記の構成では、ピニオン・シャフト６がシャフト用挿入孔２３の他方の開口部２３２にて締まり嵌めとなっているので、シャフト用挿入孔２３の入口側開口部２３１のみがリング・ギア３によって塞がれていればよい。これにより、ピニオン・シャフト６の抜け止めが実現され得る。

また、このディファレンシャル装置１では、リング・ギア３が肉抜き部を有することが好ましい（図示省略）。かかる構成では、リング・ギアの剛性が低減されるので、装置の稼働時における騒音が低減される利点がある。特に、この肉抜き部と上記のリブ３３との双方をリング・ギア３が有する構成では、リング・ギア３の剛性が肉抜き部により低減され且つリブ３３により必要十分に確保される利点がある。

以上のように、この発明にかかるディファレンシャル装置は、装置の製造コストあるいは部品点数を低減できる点で有用である。

この発明の実施例にかかるディファレンシャル装置を示す断面図である。 図１に記載したディファレンシャル装置のリング・ギアを示す説明図である。 図１に記載したディファレンシャル装置のリング・ギアを示す説明図である。 ピニオン・シャフトの固定構造を示す説明図である。

符号の説明

１ ディファレンシャル装置
２ デフ・ケース
２１ スプライン結合部
２２ 段差部（保持部）
２３ シャフト用挿入孔
２３１ 入口側開口部
２３２ 出口側開口部
３ リング・ギア
３１ スプライン結合部
３２ ギア部
３３ リブ
４ ピニオン・ギア
５ サイド・ギア
６ ピニオン・シャフト
７ ハウジング
７１ テーパ・ベアリング（保持部）
１０ カウンタ・ドリブン・ギア
１１ ドライブ・ピニオン
１３ ドライブ・シャフト

Claims (2)

1. リング・ギアと、前記リング・ギアに連結されて前記リング・ギアと共に回転するデフ・ケースと、前記デフ・ケース内に収容されて前記デフ・ケースと共に回転するピニオン・ギアと、前記ピニオン・ギアに噛み合うサイド・ギアとを備えるディファレンシャル装置であって、
   前記デフ・ケースが、前記デフ・ケースを径方向に貫通して前記デフ・ケースの上下の壁面にそれぞれ開口するシャフト用挿入孔を有し、
   前記デフ・ケースと前記ピニオン・ギアとが、前記シャフト用挿入孔に挿入されたピニオン・シャフトを介して連結され、
   前記リング・ギアが、前記リング・ギアの軸方向に突出して前記シャフト用挿入孔の入口側開口部を塞ぐリブを有し、
   前記ピニオン・シャフトが、前記シャフト用挿入孔の前記入口側開口部にて隙間嵌めとなると共に、他方の開口部にて締まり嵌めとなり、且つ、
   前記デフ・ケースの側面と前記リブとの間に形成されて前記デフ・ケースの外部から前記入口側開口部に至る潤滑油路を備えることを特徴とするディファレンシャル装置。
2. 前記リング・ギアが肉抜き部を有する請求項１に記載のディファレンシャル装置。

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