JP5194829B2 - Vehicle differential and its assembly method - Google Patents
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本発明は、車両用差動装置に関し、特にドライブ側から回転駆動力を受けるピニオンギヤの倒れ込みを防止するためのピニオンギヤシャフトを備えた車両用差動装置及びその組立方法に関する。 The present invention relates to a vehicle differential device, and more particularly to a vehicle differential device including a pinion gear shaft for preventing a pinion gear that receives a rotational driving force from a drive side from falling down and an assembling method thereof.
従来の車両用差動装置として、エンジントルクを受けて回転するデフケースと、このデフケースの回転軸線に沿って互いに並列する1対のサイドギヤと、これらサイドギヤに噛合する1対のピニオンギヤとを備えたものがある(例えば特許文献1)。 2. Description of the Related Art A differential for a vehicle includes a differential case that rotates in response to engine torque, a pair of side gears that are parallel to each other along the rotational axis of the differential case, and a pair of pinion gears that mesh with the side gears. (For example, Patent Document 1).
デフケースには、1対のサイドギヤ及び1対のピニオンギヤを収容する収容空間が設けられている。また、デフケースには、収容空間に連通して1対のピニオンギヤを挿入する1対のピニオンギヤ挿入孔、及び1対のピニオンギヤ挿入孔の軸線と直交する方向に開口する1対の車軸挿入孔が設けられている。 The differential case is provided with an accommodating space for accommodating a pair of side gears and a pair of pinion gears. The differential case is provided with a pair of pinion gear insertion holes that communicate with the accommodation space and insert a pair of pinion gears, and a pair of axle insertion holes that open in a direction perpendicular to the axis of the pair of pinion gear insertion holes. It has been.
1対のサイドギヤは、ボス部及びギヤ部を有する無底筒状の傘歯車からなり、デフケースの回転軸線に沿って移動可能に配置され、かつ各ボス部を各車軸挿入孔内に臨ませてデフケース内に回転自在に支持されている。1対のサイドギヤ内には、左右の車軸がその一部を各車軸挿入孔に位置付けてスプライン嵌合されている。1対のサイドギヤのギヤ部(背面)と1対の車軸挿入孔の内側開口周縁との間には、各ボス部の周囲に位置する環状のスラストワッシャがそれぞれ介装されている。 The pair of side gears is composed of a bottomless cylindrical bevel gear having a boss portion and a gear portion, is arranged to be movable along the rotation axis of the differential case, and faces each boss portion into each axle insertion hole. It is rotatably supported in the differential case. In the pair of side gears, left and right axles are spline-fitted with a part of each being positioned in each axle insertion hole. An annular thrust washer positioned around each boss portion is interposed between the gear portion (back surface) of the pair of side gears and the inner peripheral edge of the pair of axle insertion holes.
1対のピニオンギヤは、無底筒状の傘歯車からなり、各ピニオンギヤ挿入孔内に回転自在に支持されている。1対のピニオンギヤの軸心部には、ギヤ倒れ込み防止用のピニオンギヤシャフトを挿通させるシャフト挿通孔がそれぞれ設けられている。 The pair of pinion gears is composed of a bottomless cylindrical bevel gear and is rotatably supported in each pinion gear insertion hole. A shaft insertion hole through which a pinion gear shaft for preventing gear collapse is inserted is provided in the shaft center portion of the pair of pinion gears.
以上の構成により、車両のエンジン側からのトルクがドライブピニオン及びリングギヤを介してデフケースに入力されると、デフケースが回転軸線の回りに回転される。次に、デフケースが回転されると、この回転力がピニオンギヤシャフトを介して1対のピニオンギヤに伝達され、さらに1対のピニオンギヤから1対のサイドギヤに伝達される。この場合、各サイドギヤにはそれぞれ車軸がスプライン嵌合によって連結されているため、エンジン側からのトルクが車両の運転状況に応じて分配され、ドライブピニオン,リングギヤ,デフケース,ピニオンギヤシャフト,1対のピニオンギヤ及び1対のサイドギヤを介して左右の車軸に伝達される。 With the above configuration, when the torque from the engine side of the vehicle is input to the differential case via the drive pinion and the ring gear, the differential case is rotated about the rotation axis. Next, when the differential case is rotated, this rotational force is transmitted to the pair of pinion gears via the pinion gear shaft, and further transmitted from the pair of pinion gears to the pair of side gears. In this case, since the axle is connected to each side gear by spline fitting, the torque from the engine side is distributed according to the driving condition of the vehicle, and the drive pinion, ring gear, differential case, pinion gear shaft, and a pair of pinion gears And transmitted to the left and right axles via a pair of side gears.
この場合、1対のピニオンギヤが回転すると、それぞれがピニオンギヤ挿入孔及びピニオンギヤシャフトの各支持面で摺動するため、これら各支持面との間に摩擦抵抗を発生し、これら摩擦抵抗によって1対のサイドギヤの差動回転が制限される。 In this case, when the pair of pinion gears rotate, each slides on the respective support surfaces of the pinion gear insertion hole and the pinion gear shaft, so that friction resistance is generated between these support surfaces. The differential rotation of the side gear is limited.
また、1対のピニオンギヤの回転によって1対のサイドギヤとの噛み合い面でスラスト力が発生し、これらスラスト力により各サイドギヤが互いに離間する方向に移動して各スラストワッシャの背面を各車軸挿入孔の内側開口周縁に圧接するため、各スラストワッシャの背面と各車軸挿入孔の内側開口周縁との間に摩擦抵抗を発生し、これら摩擦抵抗によっても1対のサイドギヤの差動回転が制限される。
しかしながら、特許文献1の車両用差動装置によると、ピニオンギヤの外周面における摺動部がギヤ背面側(ピニオンギヤの軸線方向両端面のうちデフケースの回転軸線から遠い位置に配置される端面の側)に円周面で形成された第1摺動部、及び第1摺動部よりもデフケースの回転軸線側に位置しサイドギヤと噛み合うギヤ部の外周面一部にあたる第2摺動部(ギヤ部トップランド)によって形成されているため、ピニオンギヤの回転位相によってデフケースのピニオンギヤ挿入孔(ピニオンギヤ挿入孔の内周面)と第2摺動部との接触面積が変動し、安定した差動制限トルクを得ることができないばかりか、ピニオンギヤの噛み合い部のギヤサイズを十分に大きいサイズに設定することができず、トルクバイアス比(Torque Bias Ratio:TBR)を設定する上での自由度を高めることができないという問題があった。 However, according to the vehicle differential of Patent Document 1, the sliding portion on the outer peripheral surface of the pinion gear is on the gear back side (the end surface side that is disposed at a position far from the rotational axis of the differential case on both end surfaces in the axial direction of the pinion gear). And a second sliding portion (gear portion top) corresponding to a part of the outer peripheral surface of the gear portion that is located on the rotation axis side of the differential case and is engaged with the side gear. Therefore, the contact area between the pinion gear insertion hole (inner peripheral surface of the pinion gear insertion hole) of the differential case and the second sliding portion varies depending on the rotation phase of the pinion gear, and a stable differential limiting torque is obtained. In addition, the gear size of the meshing part of the pinion gear cannot be set to a sufficiently large size, and the torque bias ratio (Torque Bias Ratio: TB) ) Has a problem that it is impossible to increase the degree of freedom in setting the.
従って、本発明の目的は、安定した差動制限トルクを得ることができるとともに、トルクバイアス比を設定する上での自由度を高めることができる車両用差動装置及びその組立方法を提供することにある。 Accordingly, an object of the present invention is to provide a vehicle differential device and a method for assembling the same that can obtain a stable differential limiting torque and can increase the degree of freedom in setting a torque bias ratio. It is in.
(1)本発明は、上記目的を達成するために、デフケースと、前記デフケース内に回転自在に収容された1対のサイドギヤと、前記1対のサイドギヤにギヤ軸を直交させて噛合し、軸心部にシャフト挿通孔が設けられたギヤ胴部、前記ギヤ胴部の外周側に設けられたギヤ部、及び前記ギヤ部のギヤ背面側に全周にわたって設けられ、かつ前記ギヤ胴部及び前記ギヤ部と一体に前記ギヤ胴部の外側に突出して形成されたギヤ鍔部を有する少なくとも1対のピニオンギヤと、前記シャフト挿通孔を挿通して前記デフケースに支持されたピニオンギヤシャフトとを備え、前記デフケースは、前記ギヤ鍔部の外周面による摺動によって前記少なくとも1対のピニオンギヤを回転自在に支持する少なくとも1対のピニオンギヤ支持部を有し、前記少なくとも1対のピニオンギヤは、前記1対のサイドギヤとの噛み合い部が前記デフケースに対する被支持部を含まず、前記ギヤ鍔部よりも前記デフケースの回転軸線側に配置され、前記ギヤ鍔部及び前記ギヤ胴部からなる断面略T字状のギヤ基部は、その屈曲部における厚さが前記ギヤ鍔部の最大厚さと略同一の寸法であり、前記ギヤ鍔部の外径が前記噛み合い部の歯先円直径より小さく、かつ前記噛み合い部の歯元円直径より大きい寸法に設定され、前記ギヤ鍔部の外径をDとし、前記ギヤ部の歯先円直径をD1とし、前記ギヤ部のギヤ背面側端縁の歯元円直径D2としたとき、下記の不等式を満たすことを特徴とする車両用差動装置を提供する。
D2+(D1−D2)×0.23≦D≦D2+(D1−D2)×0.83
(1) In order to achieve the above object, the present invention meshes a differential case, a pair of side gears rotatably accommodated in the differential case, and the pair of side gears with a gear shaft orthogonal to each other. A gear body provided with a shaft insertion hole in the center, a gear part provided on the outer peripheral side of the gear body, and a gear back part of the gear part that is provided over the entire periphery; And at least one pair of pinion gears having a gear flange portion formed integrally with the gear portion so as to protrude to the outside of the gear body portion, and a pinion gear shaft inserted through the shaft insertion hole and supported by the differential case, The differential case has at least one pair of pinion gear support portions that rotatably support the at least one pair of pinion gears by sliding on the outer peripheral surface of the gear collar portion, Pinion gears even pair, said one engagement portion of the side gears pair does not contain the supported portion relative to said differential case, said than gear collar portion is arranged to the rotational axis side of said differential case, the gear collar portion and the gear The gear base portion having a substantially T-shaped cross section consisting of the trunk portion has a thickness at the bent portion that is substantially the same as the maximum thickness of the gear flange portion, and the outer diameter of the gear flange portion is the tooth tip of the meshing portion. It is set to a size smaller than the circle diameter and larger than the root diameter of the meshing portion, the outer diameter of the gear flange portion is D, the tooth tip circle diameter of the gear portion is D1, and the gear back surface of the gear portion Provided is a vehicle differential device that satisfies the following inequality when the root diameter D2 of the side edge is satisfied .
D2 + (D1-D2) × 0.23 ≦ D ≦ D2 + (D1-D2) × 0.83
(2)本発明は、上記目的を達成するために、デフケースと、前記デフケース内に回転自在に収容された1対のサイドギヤと、前記1対のサイドギヤにギヤ軸を直交させて噛合し、中心軸線をギヤ軸線とするギヤ胴部、前記ギヤ胴部の外周側に設けられたギヤ部、及び前記ギヤ部のギヤ背面側に全周にわたって設けられ、かつ前記ギヤ胴部及び前記ギヤ部と一体に前記ギヤ胴部の外側に突出して形成されたギヤ鍔部を有する少なくとも1対のピニオンギヤとを備え、前記デフケースは、前記ギヤ鍔部の外周面による摺動によって前記少なくとも1対のピニオンギヤを回転自在に支持する少なくとも1対のピニオンギヤ支持部を有し、前記少なくとも1対のピニオンギヤは、前記1対のサイドギヤとの噛み合い部が前記デフケースに対する被支持部を含まず、前記ギヤ鍔部よりも前記デフケースの回転軸線側に配置され、前記ギヤ鍔部及び前記ギヤ胴部からなる断面略T字状のギヤ基部は、その屈曲部における厚さが前記ギヤ鍔部の最大厚さと略同一の寸法であり、前記ギヤ鍔部の外径が前記噛み合い部の歯先円直径より小さく、かつ前記噛み合い部の歯元円直径より大きい寸法に設定され、前記ギヤ鍔部の外径をDとし、前記ギヤ部の歯先円直径をD1とし、前記ギヤ部のギヤ背面側端縁の歯元円直径D2としたとき、下記の不等式を満たすことを特徴とする車両用差動装置を提供する。
D2+(D1−D2)×0.23≦D≦D2+(D1−D2)×0.83
(2) In order to achieve the above object, the present invention meshes with a differential case, a pair of side gears rotatably accommodated in the differential case, and the pair of side gears with a gear shaft orthogonal to each other. A gear barrel having an axis as a gear axis, a gear portion provided on the outer periphery side of the gear barrel portion, and provided on an entire circumference of the gear back side of the gear portion, and integrated with the gear barrel portion and the gear portion. And at least one pair of pinion gears having a gear flange formed to protrude outward from the gear body, and the differential case rotates the at least one pair of pinion gears by sliding with an outer peripheral surface of the gear flange. And at least one pair of pinion gear support portions that are freely supported. The at least one pair of pinion gears has a meshing portion with the pair of side gears supported by the differential case. Part not include than said gear flange portion is disposed to the rotational axis side of said differential case, the gear collar portion and a substantially T-shaped cross section of the gear base portion consisting of the gear barrel portion, the thickness at the bent portion a maximum thickness substantially the same dimensions of the gear collar portion, the gear collar portion smaller outer diameter than the addendum circle diameter of the engagement portion of, and is set to a size larger than the dedendum circle diameter of the engagement portion, wherein When the outer diameter of the gear collar is D, the tooth tip diameter of the gear is D1, and the tooth root diameter D2 of the gear back side edge of the gear is to satisfy the following inequality: A vehicle differential device is provided.
D2 + (D1-D2) × 0.23 ≦ D ≦ D2 + (D1-D2) × 0.83
本発明によると、安定した差動制限トルクを得ることができるとともに、トルクバイアス比を設定する上での自由度を高めることができる。 According to the present invention, a stable differential limiting torque can be obtained, and the degree of freedom in setting the torque bias ratio can be increased.
[第1の実施の形態]
図1は、本発明の第1の実施の形態に係る車両用差動装置を説明するために示す斜視図である。図2は、本発明の第1の実施の形態に係る車両用差動装置を説明するために示す断面図である。図3は、本発明の第1の実施の形態に係る車両用差動装置のデフケースに対するピニオンギヤ及びピニオンギヤシャフトの組付状態を示す断面図である。図4(a)及び(b)は、本発明の第1の実施の形態に係る車両用差動装置のピニオンギヤを説明するために示す斜視図である。図4(a)はピニオンギヤを斜め上方から見た状態を、また図4(b)はピニオンギヤを斜め下方から見た状態をそれぞれ示す。図5は、本発明の第1の実施の形態に係る車両用差動装置のピニオンギヤを説明するために示す断面図である。
[First embodiment]
FIG. 1 is a perspective view for explaining a vehicle differential device according to a first embodiment of the present invention. FIG. 2 is a cross-sectional view for explaining the vehicle differential according to the first embodiment of the present invention. FIG. 3 is a cross-sectional view showing a state in which the pinion gear and the pinion gear shaft are assembled to the differential case of the vehicle differential device according to the first embodiment of the present invention. FIGS. 4A and 4B are perspective views for explaining the pinion gear of the vehicle differential device according to the first embodiment of the present invention. FIG. 4A shows a state where the pinion gear is viewed obliquely from above, and FIG. 4B shows a state where the pinion gear is viewed obliquely from below. FIG. 5 is a cross-sectional view for explaining the pinion gear of the vehicle differential device according to the first embodiment of the present invention.
(車両用差動装置の全体構成)
図1及び図2において、符号1で示す車両用差動装置は、エンジントルクを受けて回転するデフケース2と、このデフケース2の回転軸線Oと直交する軸線上に位置するピニオンギヤシャフト50と、このピニオンギヤシャフト50上で互いに並列する1対のピニオンギヤ3,4と、これら1対のピニオンギヤ3,4にギヤ軸を直交させて噛合する1対のサイドギヤ5L,5Rとから大略構成されている。
(Overall configuration of vehicle differential)
1 and 2, a vehicle differential device denoted by reference numeral 1 includes a
(デフケース2の構成)
デフケース2は、図1及び図2に示すように、ピニオンギヤ3,4及びサイドギヤ5L,5Rを収容するための空間部2Aを内部に有し、全体が1ピースの部材によって形成されている。
(Configuration of differential case 2)
As shown in FIGS. 1 and 2, the
デフケース2には、図1及び図2に示すように、回転軸線Oに沿って開口する車軸挿通孔9L,9R、これら車軸挿通孔9L,9Rの軸線と直交する方向に軸線をもつギヤ・シャフト支持部10,11、及びこれらギヤ・シャフト支持部10,11のうち一方のギヤ・シャフト支持部10の軸線回りに等間隔(180°)をもって並列するピン取付孔2b,2bが設けられている。また、デフケース2には、図3に示すように、回転軸線Oに関して対称な領域であって、ギヤ・シャフト支持部10,11から円周方向(回転軸線Oの回り)に等間隔をもって離間する部位に位置するサイドギヤ通過孔12L,12Rが設けられている。デフケース2の左方車軸側には、図1及び図2に示すように、回転軸線Oと直交する平面内で円周方向に沿う円環状のリングギヤ取付用フランジ13が一体に設けられている。
As shown in FIGS. 1 and 2, the
車軸挿通孔9L,9Rは、図2に示すように、回転軸線Oに沿う方向に開口する貫通孔によって形成されている。車軸挿通孔9Lには左側の車軸(図示せず)が、また車軸挿通孔9Rには右側の車軸(図示せず)がそれぞれ挿通されている。車軸挿通孔9L,9Rの内側開口周縁には、サイドギヤ5L,5Rの摺動部(後述)を摺動自在に受ける球面からなるサイドギヤ受部9La,9Raが設けられている。
As shown in FIG. 2, the axle shaft insertion holes 9 </ b> L and 9 </ b> R are formed by through holes that open in a direction along the rotation axis O. The left axle (not shown) is inserted through the
ギヤ・シャフト支持部10,11は、図2に示すように、デフケース2の内外に回転軸線Oと直交する軸線をもって開口し、かつ内側開口部の内径が外側開口部の内径よりも大きい段状の貫通孔(円形孔)によって形成されている。ギヤ・シャフト支持部10,11の内側開口サイズは、ピニオンギヤ3,4の外径と略同一の内径(サイドギヤ5L,5Rの外径より小さい内径)に設定されている。
As shown in FIG. 2, the gear / shaft support
ギヤ・シャフト支持部10,11の内側開口部の内面は、ピニオンギヤシャフト50の軸線方向においてピニオンギヤ3,4とサイドギヤ5L,5Rとの噛み合い中心点(ピニオンギヤ3,4からサイドギヤ5L,5Rへのトルク伝達時に両ギヤの歯面が接触する領域における荷重中心)よりもデフケース2の回転軸線Oから遠い位置に配置され、ピニオンギヤ3,4のギヤ鍔部3B,4B(後述)の外周面による摺動面積を実質的に変化させない摺動によってピニオンギヤ3,4を回転自在に支持する第1ピニオンギヤ支持面10A,11Aで形成されている。
The inner surfaces of the inner opening portions of the gear / shaft support
ギヤ・シャフト支持部10,11の外側開口部の内面は、図3に示すように、第1ピニオンギヤ支持面10A,11Aよりもデフケース2の回転軸線Oから遠い位置に配置され、ピニオンギヤシャフト50の両端部を軸線回りに回転不能に、かつ軸線方向に移動不能に支持するピニオンギヤシャフト支持面10B,11Bで形成されている。
As shown in FIG. 3, the inner surfaces of the outer openings of the gear /
ギヤ・シャフト支持部10,11の段状面には、図2に示すように、所定の曲率をもつ球面で形成されたピニオンギヤ受部(頂部)10C,11Cが設けられている。
As shown in FIG. 2, pinion gear receiving portions (top portions) 10C and 11C formed of spherical surfaces having a predetermined curvature are provided on the stepped surfaces of the gear /
ピン取付孔2b,2bは、図2に示すように、第1ピニオンギヤ支持部10の内周面に回転軸線Oに沿って開口されている。ピン取付孔2b,2bには、ピニオンギヤシャフト50のピン挿通孔50Dを挿通するピン52の両端部が固定されている。これにより、ピニオンギヤシャフト50がデフケース2にピン52を介して支持されている。このため、ピニオンギヤシャフト50がその軸線回りに回り止めされ、かつ軸線方向に抜け止めされている。
As shown in FIG. 2, the
サイドギヤ通過孔12L,12Rは、図1及び図3に示すように、平面非円形状の開口部を有する貫通孔によって形成されている。そして、その開口サイズは、ピニオンギヤ3,4及びサイドギヤ5L,5Rをデフケース2内に挿入し得るようなサイズに設定されている。
As shown in FIGS. 1 and 3, the side gear passage holes 12 </ b> L and 12 </ b> R are formed by through holes having planar non-circular openings. The opening size is set such that the pinion gears 3 and 4 and the side gears 5L and 5R can be inserted into the
(ピニオンギヤシャフト50の構成)
ピニオンギヤシャフト50は、図2に示すように、ピニオンギヤ3,4のシャフト挿通孔3D,4D(後述)の内面による摺動によってピニオンギヤ3,4を回転自在に支持する第2ピニオンギヤ支持面50A,50Bを有し、ピニオンギヤ3,4(シャフト挿通孔3D,4D)を挿通してデフケース2(ギヤ・シャフト支持部10,11)のピニオンギヤシャフト支持面10B,11Bに支持されている。そして、ピニオンギヤシャフト50は、その外周面とピニオンギヤシャフト支持面10B,11Bとの間に実質的に空隙が存在せず、デフケース2に対して相対移動不能に固定されている。
(Configuration of pinion gear shaft 50)
As shown in FIG. 2, the
第2ピニオンギヤ支持面50A,50Bは、それぞれがピニオンギヤシャフト50の軸線方向に沿って第1ピニオンギヤ支持面10A,11Aと並列し、かつギヤ・シャフト支持部10,11から所定の間隔をもって離間する位置に配置されている。第2ピニオンギヤ支持面50A,51Bの少なくとも一部は、ピニオンギヤシャフト50の軸線方向においてピニオンギヤ3,4とサイドギヤ5L,5Rとの噛み合い中心点よりもデフケース2の回転軸線Oに近い位置に配置されている。
The second pinion gear support surfaces 50A, 50B are parallel to the first pinion gear support surfaces 10A, 11A along the axial direction of the
(ピニオンギヤ3,4の構成)
ピニオンギヤ3,4は、略同一の構成であるため、例えばピニオンギヤ3のみについて説明する。なお、ピニオンギヤ4については、各部位の符号をピニオンギヤ3の各部位の符号に対応して付し(例えば、ピニオンギヤ4のギヤ胴部にはピニオンギヤ3のギヤ胴部3Aに対応して4Aを、またピニオンギヤ4のギヤ鍔部にはピニオンギヤ3のギヤ鍔部3Bに対応して4Bをそれぞれ付す。)、その説明は省略する。
(Configuration of pinion gears 3 and 4)
Since the pinion gears 3 and 4 have substantially the same configuration, only the pinion gear 3 will be described, for example. In addition, about the
ピニオンギヤ3は、図4(a),(b)及び図5に示すように、中心軸線をギヤ軸線Cとするギヤ胴部3A、このギヤ胴部3Aの外側に突出する第1被支持部としてのギヤ鍔部3B、及びこれらギヤ胴部3A,ギヤ鍔部3Bのサイドギヤ側に位置するギヤ部3C(サイドギヤ5L,5Rとの噛み合い部)を有する無底筒状の傘歯車からなり、図2に示すようにギヤ・シャフト支持面10の第1ピニオンギヤ支持面10A及びピニオンギヤシャフト50の第2ピニオンギヤ支持面50Aに回転自在に支持されている。ピニオンギヤ3としては、ギヤ部3Cの歯数が例えば7枚(従来の車両用差動装置におけるピニオンギヤの通常の歯数は9又は10)の歯車が用いられる。
As shown in FIGS. 4 (a), 4 (b), and 5, the pinion gear 3 is a gear barrel 3A having a central axis as a gear axis C, and a first supported portion protruding outside the gear barrel 3A. 2B and a
ギヤ胴部3Aは、図2に示すように、その軸心部(中心軸線を含む部位)にピニオンギヤシャフト50を挿通させるシャフト挿通孔3Dを有し、全体が略円環状の第1ギヤ胴部30a及び略截頭円錐形状の第2ギヤ胴部31aからなる略円筒体によって形成されている。ギヤ胴部3Aとギヤ鍔部3Bとはサイドギヤ側がなだらかな凹状の曲面で連接されている。
As shown in FIG. 2, the gear body portion 3 </ b> A has a shaft insertion hole 3 </ b> D through which the
シャフト挿通孔3Dは、図5に示すように、各内径が互いに異なる大中小3つの内面を有する段状孔によって形成されている。シャフト挿通孔3Dの内面のうち内径の最も小さい内面は、他の内面よりもデフケース2の回転軸線Oに近い位置に配置され、ピニオンギヤシャフト50の第2ピニオンギヤ支持面50Aを摺動する第2被支持部としての第2摺動面30Aで形成されている。
As shown in FIG. 5, the shaft insertion hole 3 </ b> D is formed by stepped holes having three large, medium, and small inner surfaces with different inner diameters. The inner surface having the smallest inner diameter among the inner surfaces of the
シャフト挿通孔3Dの内面のうち内径の最も大きい内面は、第2摺動面30Aと比べてデフケース2の回転軸線Oから遠い位置に配置され、ピニオンギヤシャフト50の外周面を摺動しない非摺動面31Aで形成されている。
Of the inner surfaces of the
シャフト挿通孔3Dの内面のうち中間径(最大径と最小径との間の径)の内面は、第2摺動面30Aと非摺動面31Aとの間に配置され、ピニオンギヤシャフト50の外周面を摺動しない非摺動面32Aで形成されている。シャフト挿通孔3Dのギヤ背面側開口部は、ギヤ軸線方向中間部からギヤ背面側に向かって漸次広がる開口部によって形成されている。
Among the inner surfaces of the
ここで、「ギヤ背面」とは、ピニオンギヤ3のギヤ軸線方向両端面のうちデフケース2の回転軸線Oから遠い位置に配置される端面のことをいう。
Here, the “gear back surface” refers to an end surface disposed at a position far from the rotation axis O of the
第1ギヤ胴部30aはギヤ胴部3Aのギヤ背面側に、また第2ギヤ胴部31aはギヤ胴部3Aのギヤ先端面側(ギヤ胴部3Aの軸線方向においてギヤ背面側とは反対の側)にそれぞれ配置されている。第1ギヤ胴部30aの外周面にはギヤ鍔部3Bが、また第2ギヤ胴部31aの外周面にはギヤ部3Cの歯元がそれぞれ配置されている。
The
ギヤ鍔部3Bは、図2に示すように、第1ギヤ胴部30aの外周面に全周にわたって一体に設けられ、全体がギヤ軸線方向に沿って外径を均一な寸法とする円環体によって形成されている。そして、ギヤ胴部3Aと共にピニオンギヤ3における断面略T字状のギヤ基部(ピニオンギヤ3において、ギヤ部3Cを除く部位)として機能するように構成されている。
As shown in FIG. 2, the
ギヤ基部の屈曲部Aは、図5に示すように、その厚さt1がギヤ鍔部3Bの最大厚さt2と略同一の寸法(t1≒t2)に設定されている。これにより、ギヤ基端部において剛性の均一化に貢献することができる。
As shown in FIG. 5, the bent portion A of the gear base portion has a thickness t1 set to be approximately the same dimension (t1≈t2) as the maximum thickness t2 of the
ギヤ鍔部3Bの外周面は、図2及び図5に示すように、ギヤ・シャフト支持面10の第1ピニオンギヤ支持面10Aを摺動する第1被支持部としての第1摺動面30Bで形成されている。
As shown in FIGS. 2 and 5, the outer peripheral surface of the gear flange 3 </ b> B is a first sliding
ギヤ鍔部3Bの背面は、図2及び図5に示すように、ギヤ・シャフト支持部10のピニオンギヤ受部10Cに適合し、かつピニオンギヤ受部10Cを摺動する第3被支持部としての第3摺動面31Bで形成されている。
As shown in FIGS. 2 and 5, the rear surface of the
ギヤ部3Cは、図2及び図5に示すように、デフケース2に対する被支持部としての摺動部を含まず、ギヤ鍔部3Bよりもデフケース2の回転軸線Oに近い位置に配置されている。
2 and 5, the
ギヤ部3Cのギヤ背面側端縁は、その一部がギヤ鍔部3Bのギヤ先端側端面に一体に設けられている。すなわち、ギヤ部3Cの歯先円直径D1は、ギヤ鍔部3Bの外径D(D1>D)よりも大きい寸法に設定されている。これにより、ギヤ部3Cの歯面サイズを大きい寸法に設定してギヤ部3Cとサイドギヤ5L,5Rとの噛み合い領域を広くすることができ、トルクバイアス比を設定する上での自由度を高めることができる。また、ギヤ鍔部3Bがギヤ部3Cの補強部材として機能するため、サイドギヤ5L,5Rからの荷重によってピニオンギヤ3に作用する応力を分散するとともに、ギヤ部3Cの歯数を削減してギヤ部3Cの各ギヤ歯の曲げ強さ(歯面強度)を高めることができる。これにより、ピニオンギヤ3とサイドギヤ5L,5Rとの噛合位置の変動を低減することができ、安定した差動制限トルクを得ることができる。さらに、ギヤ部3Cの歯数を削減して曲げ強さが高められることは、ピニオンギヤ全体のサイズを大きいサイズに設定する必要がなくなり、デフケース2の大型化を阻止することができる。
A part of the gear back side edge of the
ここで、本実施の形態に示す車両用差動装置1におけるピニオンギヤ3の(1)応力分散効果及び(2)歯数削減効果につき、図2,図6及び図7を用いて考察する。 Here, the (1) stress dispersion effect and (2) the tooth number reduction effect of the pinion gear 3 in the vehicle differential device 1 shown in the present embodiment will be considered with reference to FIGS. 2, 6, and 7.
(1)応力分散効果についての考察
本考察は、ピニオンギヤ3,4としてギヤ鍔部3B,4Bの各外径(フランジ径)Dが互いに異なる10種の歯車をそれぞれ用いた車両用差動装置を所定の時間にわたって駆動した後、各種歯車のサイドギヤ5L,5Rに対する接触面の応力から歯面強度の測定を実施することにより試みた。
(1) Consideration about the stress dispersion effect This consideration is based on a vehicle differential device using ten types of gears having different outer diameters (flange diameters) D of the
この結果、図2に示すように、ピニオンギヤ3,4におけるギヤ鍔部3B,4Bの外径(フランジ径)D(変数)を百分率、例えばギヤ部3C,4Cの歯先円直径D1(定数)と同一の寸法であるギヤ鍔部3B,4Bのフランジ径DをD=D1=100%で表わすとともに、ギヤ背面側側端縁の歯元円直径D2(定数)と同一の寸法であるギヤ鍔部3B,4Bのフランジ径DをD=D2=0%で表わすと、フランジ径D=23〜83%である歯車の歯面強度が所望の歯面強度を越え、その応力分散効果を有することが確認された。なお、ここでフランジ径D=23%とは、D=D2+(D1−D2)×0.23の寸法であることを意味する。
As a result, as shown in FIG. 2, the outer diameter (flange diameter) D (variable) of the
これに対して、フランジ径Dが0≦D<23%である歯車は全体の剛性が低くなり、所望の歯面強度が得られない。また、フランジ径Dが83%<D≦100%である歯車は部分的に剛性が高くなるため、剛性の低い部位に応力集中が発生し、フランジ径Dが0≦D<23%である歯車と同様に所望の歯面強度が得られない。 On the other hand, a gear having a flange diameter D of 0 ≦ D <23% has a low overall rigidity, and a desired tooth surface strength cannot be obtained. In addition, since the gear having a flange diameter D of 83% <D ≦ 100% partially increases in rigidity, stress concentration occurs in a portion having a low rigidity, and the gear having a flange diameter D of 0 ≦ D <23%. Like the above, the desired tooth surface strength cannot be obtained.
このことは、図6に示す通りである。図6は、本発明の第1の実施の形態に係る車両用差動装置におけるピニオンギヤの応力分散効果を考察した結果を示すグラフである。図6において、縦軸は歯面強度を、横軸はフランジ径(%)をそれぞれ示す。 This is as shown in FIG. FIG. 6 is a graph showing the result of considering the stress dispersion effect of the pinion gear in the vehicle differential device according to the first embodiment of the present invention. In FIG. 6, the vertical axis represents the tooth surface strength, and the horizontal axis represents the flange diameter (%).
(2)歯数削減効果についての考察
本実施の形態においては、ピニオンギヤ3,4の歯数が通常の歯数(9枚又は10枚)よりも少ない7枚に設定されている。そして、ピニオンギヤ3,4が第2摺動面30A,40Aでピニオンギヤシャフト50の第2ピニオンギヤ支持面50A,50Bに支持されるだけでなく、そのギヤ鍔部3B,4Bの外周面である第1摺動面30B,40Bでギヤ・シャフト支持部10,11の第1ピニオンギヤ支持面10A,11Aに支持されている。このため、ピニオンギヤシャフト50を従来の車両用差動装置のピニオンギヤシャフトよりも細くすることができ、ピニオンギヤ3,4の歯数の削減が実現した。
(2) Consideration about the effect of reducing the number of teeth In the present embodiment, the number of teeth of the pinion gears 3 and 4 is set to 7 less than the normal number of teeth (9 or 10). The pinion gears 3 and 4 are not only supported by the second pinion gear support surfaces 50A and 50B of the
本考察では、ピニオンギヤ3,4として各歯数N(N=5〜10)が互いに異なる6種の歯車をそれぞれ用いた車両用差動装置を所定の時間にわたって駆動した後、各種歯車のサイドギヤ5L,5Rに対する接触面の応力から歯面強度の測定を実施することにより試みた。 In this discussion, after driving a vehicle differential device using six types of gears having different numbers of teeth N (N = 5 to 10) as the pinion gears 3 and 4 over a predetermined time, the side gears 5L of the various gears are driven. , 5R was attempted by measuring the tooth surface strength from the stress of the contact surface against 5R.
この結果、歯数NがN=6〜8である歯車の歯面強度が所望の歯面強度を越え、その歯数削減効果を有することが確認された。 As a result, it was confirmed that the tooth surface strength of the gear having N number of teeth of N = 6 to 8 exceeds the desired tooth surface strength and has the effect of reducing the number of teeth.
これに対して、歯数NがN=5である歯車は所望の歯面強度が得られない。これは、歯元が深く抉られる形状となって歯面強度を高めることができないことによるものと考えられる。また、歯数NがN=9,10である歯車は歯面サイズが小さくなって所望の歯面強度が得られない。 On the other hand, a gear having N = 5 teeth cannot obtain a desired tooth surface strength. This is considered to be due to the fact that the tooth surface becomes deeply bent and the tooth surface strength cannot be increased. In addition, the gear having N = 9, 10 teeth has a small tooth surface size and a desired tooth surface strength cannot be obtained.
このことは、図7に示す通りである。図7は、本発明の第1の実施の形態に係る車両用差動装置におけるピニオンギヤの歯数削減効果を考察した結果を示すグラフである。図7において、縦軸は歯面強度を、横軸は歯数をそれぞれ示す。 This is as shown in FIG. FIG. 7 is a graph showing the results of considering the effect of reducing the number of teeth of the pinion gear in the vehicle differential device according to the first embodiment of the present invention. In FIG. 7, the vertical axis indicates the tooth surface strength, and the horizontal axis indicates the number of teeth.
なお、歯数NがN=2〜4であるピニオンギヤは、理論的にはその製造加工が可能であるが、現実的には良好な噛み合い率を確保することが困難である。 In addition, although the pinion gear with the number N of teeth of N = 2 to 4 can theoretically be manufactured and processed, it is practically difficult to ensure a good meshing rate.
(サイドギヤ5L,5Rの構成)
サイドギヤ5L,5Rは、図1及び図2に示すように、各外径が互いに異なるボス部5La,5Ra及びギヤ部5Lb,5Rbを有する略環状の歯車(ピニオンギヤ3,4の外径より大きい外径を有し、単一の歯先円錐角をもつ傘歯車)からなり、デフケース2内(空間部2A)に回転自在に支持され、ピニオンギヤ3,4に噛合するように構成されている。サイドギヤ5L,5Rの歯数は、ピニオンギヤ3,4の歯数の1.7倍以上の歯数(例えばピニオンギヤ3,4の歯数7に対しサイドギヤ5L,5Rの歯数12)に設定されている。
(Configuration of side gears 5L, 5R)
As shown in FIGS. 1 and 2, the side gears 5L and 5R are substantially annular gears having outer boss portions 5La and 5Ra and gear portions 5Lb and 5Rb having different outer diameters (the outer diameter larger than the outer diameter of the pinion gears 3 and 4). The bevel gear has a diameter and has a single tip cone angle, is rotatably supported in the differential case 2 (
サイドギヤ5L,5Rの背面には、サイドギヤ受部9La,9Raに適合する球面からなる摺動部5Lc,5Rcが設けられている。摺動部5Lc,5Rcの球中心は、デフケース2の回転軸線O上に配置されている。サイドギヤ5L,5R内には、それぞれ左右の車軸(図示せず)が車軸挿通孔9L,9Rに挿通してスプライン嵌合されている。
Sliding portions 5Lc and 5Rc made of spherical surfaces that fit the side gear receiving portions 9La and 9Ra are provided on the rear surfaces of the side gears 5L and 5R. The spherical centers of the sliding portions 5Lc and 5Rc are arranged on the rotation axis O of the
〔車両用差動装置1の動作〕
車両のエンジン側からのトルクがドライブピニオン及びリングギヤを介してデフケース2に入力されると、デフケース2が回転軸線Oの回りに回転する。デフケース2が回転すると、この回転力がピニオンギヤシャフト50を介してピニオンギヤ3,4に伝達され、さらにピニオンギヤ3,4からサイドギヤ5L,5Rに伝達される。この場合、左右のサイドギヤ5L,5Rにはそれぞれ車軸(図示せず)がスプライン嵌合されているため、エンジン側からのトルクがドライブピニオン及びリングギヤ・デフケース2・ピニオンギヤシャフト50・ピニオンギヤ3,4・サイドギヤ5L,5Rを介して左右の車軸に伝達される。
[Operation of the differential 1 for a vehicle]
When torque from the engine side of the vehicle is input to the
ここで、車両が直進状態であり、左右各車輪と路面との間でスリップが発生しない場合には、エンジン側からのトルクがデフケース2に伝達されると、ピニオンギヤ3,4がサイドギヤ5L,5Rの中心軸回りを自転することなく公転し、ピニオンギヤ3,4及びサイドギヤ5L,5Rがデフケース2及びピニオンギヤシャフト50と共に一体に回転するため、エンジン側からのトルクが左右各車軸に等分に伝達され、左右各車輪が等しい回転数で回転する。
Here, when the vehicle is in a straight traveling state and no slip occurs between the left and right wheels and the road surface, when torque from the engine side is transmitted to the
一方、例えば右側の車輪がぬかるみに落ち込んで路面との間でスリップが発生した場合には、ピニオンギヤ3,4がサイドギヤ5L,5Rと噛合しながら自転するため、エンジン側からのトルクが左右の車軸(車輪)間で差動分配され、左側の車輪がデフケース2の回転速度より低い速度で回転し、右側の車輪がデフケース2の回転速度より高い速度で回転する。
On the other hand, for example, when the right wheel falls into a muddy state and slip occurs between the road surface, the pinion gears 3 and 4 rotate while meshing with the side gears 5L and 5R, so that the torque from the engine side is applied to the left and right axles. Differentially distributed among the (wheels), the left wheel rotates at a speed lower than the rotational speed of the
本実施の形態においては、デフケース2にトルクが作用した状態でピニオンギヤ3,4が自転すると、第1摺動面30B,40Bが第1ピニオンギヤ支持面10A,11Aで摺動し、第2摺動面30A,40Aがピニオンギヤシャフト50の第2ピニオンギヤ支持面50A,50Bで摺動するため、第1摺動面30B,40Bと第1ピニオンギヤ支持面10A,11Aとの間及び第2摺動面30A,40Aと第2ピニオンギヤ支持面50A,50Bとの間に摩擦抵抗を発生する。これら摩擦抵抗によってサイドギヤ5L,5Rの差動回転が制限され、左右各車輪と路面との間で発生するスリップが抑えられる。
In the present embodiment, when the pinion gears 3 and 4 rotate while torque is applied to the
また、本実施の形態においては、ピニオンギヤ3,4の回転によってサイドギヤ5L,5Rとの噛み合い面で各々のギヤの回転軸方向のスラスト力が発生する。このスラスト力によりサイドギヤ5L,5Rが互いに離間する方向に移動してスラストワッシャ6L,6Rをスラストワッシャ受部9La,9Raに圧接するため、スラストワッシャ6L,6Rとスラストワッシャ受部9La,9Raとの間に摩擦抵抗を発生し、これら摩擦抵抗によってもサイドギヤ5L,5Rの差動回転が制限される。さらに、ピニオンギヤ3,4に発生するスラスト力によりピニオンギヤ3,4の第3摺動面31B,41Bがデフケース2のピニオンギヤ受部10C,11Cに圧接するため、ピニオンギヤ3,4の自転に対する摩擦抵抗が発生し、これによってもサイドギヤ5L,5Rの差動回転が制限される。
In the present embodiment, the rotation of the pinion gears 3 and 4 generates a thrust force in the direction of the rotation axis of each gear on the meshing surfaces with the side gears 5L and 5R. This thrust force causes the side gears 5L, 5R to move away from each other and press the
次に、本実施の形態に係る車両用差動装置の組立方法につき、図2及び図8・図9(a),(b)を用いて説明する。図8は、本発明の第1の実施の形態に係る車両用差動装置の組立方法を説明するために示すフローチャートである。図9(a)及び(b)は、本発明の第1の実施の形態に係る車両用差動装置の組立方法(サイドギヤの組み込み)を説明するために示す斜視図である。図9(a)はデフケース内のサイドギヤ挿入位置におけるサイドギヤを、図9(b)はデフケース内のサイドギヤ中間位置(サイドギヤ挿入位置とサイドギヤ組込位置との間の位置)におけるサイドギヤをそれぞれ示す。 Next, a method for assembling the vehicle differential device according to the present embodiment will be described with reference to FIGS. 2, 8, 9 (a) and 9 (b). FIG. 8 is a flowchart for explaining the method of assembling the vehicle differential device according to the first embodiment of the present invention. FIGS. 9 (a) and 9 (b) are perspective views for explaining a method of assembling the vehicle differential device (incorporation of side gear) according to the first embodiment of the present invention. FIG. 9A shows the side gear at the side gear insertion position in the differential case, and FIG. 9B shows the side gear at the side gear intermediate position in the differential case (position between the side gear insertion position and the side gear built-in position).
本実施の形態に示す車両用差動装置の組立方法は、「ピニオンギヤ及びピニオンギヤシャフトの組み込み」及び「ピニオンギヤとサイドギヤとの噛み合わせ」・「サイドギヤの組み込み」の各工程が順次実施されるため、これら各工程を順次説明する。 In the method of assembling the vehicle differential shown in the present embodiment, the steps of “incorporation of pinion gear and pinion gear shaft”, “meshing of pinion gear and side gear”, and “incorporation of side gear” are sequentially performed. Each of these steps will be described sequentially.
「ピニオンギヤ及びピニオンギヤシャフトの組み込み」
先ず、サイドギヤ通過孔12L,12Rからピニオンギヤ3をデフケース2内(空間部2A)に挿入し、ピニオンギヤシャフト50をデフケース2のギヤ・シャフト支持部10及びピニオンギヤ3のシャフト挿通孔3Dに順次挿通させる。
"Incorporation of pinion gear and pinion gear shaft"
First, the pinion gear 3 is inserted into the differential case 2 (
次いで、サイドギヤ通過孔12L,12Rからピニオンギヤ4をデフケース2内に挿入し、デフケース2のギヤ・シャフト支持部10及びピニオンギヤ3のシャフト挿通孔3Dに挿通されたピニオンギヤシャフト50をピニオンギヤ4のシャフト挿通孔4D及びデフケース2のギヤ・シャフト支持部11に順次挿通させてから、ピニオンギヤシャフト50のピン挿通孔50Dがデフケース2のピン取付孔2b,2bの軸線上に配置される位置でピニオンギヤシャフト50の両端部をそれぞれギヤ・シャフト支持部10,11のピニオンギヤシャフト支持面10B,11Bに支持する。
Next, the
この場合、デフケース2内に対するピニオンギヤ4の挿入は、デフケース2のギヤ・シャフト支持部10及びピニオンギヤ3のシャフト挿通孔3Dにピニオンギヤシャフト50を挿通させる以前に実施してもよい。
In this case, the
しかる後、デフケース2のピン取付孔2b,2bのうち一方のピン取付孔2bにピン52を挿通させ、さらにピニオンギヤシャフト50のピン挿通孔50Dに挿通させてから、デフケース2のピン取付孔2b,2bのうち他方のピン取付孔2bに挿入することにより、デフケース2に対してピニオンギヤシャフト50を固定する(ピニオンギヤシャフト50をその軸線方向及び軸線回りに位置決めする)。
Thereafter, the
この場合、ピニオンギヤシャフト50がデフケース2に固定されると、ピニオンギヤ3,4のシャフト挿通孔3D,4Dを挿通した状態で、またピニオンギヤ3,4がピニオンギヤシャフト50に回動かつ進退自在に挿通された状態でそれぞれデフケース2内に組み込まれる(図8のステップS1)。
In this case, when the
「ピニオンギヤとサイドギヤとの噛み合わせ」
ギヤ鍔部3B,4Bの第1摺動面30B,40Bがギヤ・シャフト支持部10,11の第1ピニオンギヤ支持面10A,11Aに、またギヤ胴部3A,4A(シャフト挿通孔3D,4D)の第2摺動面30A,40Aがピニオンギヤシャフト50の第2ピニオンギヤ支持面50A,50Bにそれぞれ対向するとともに、ギヤ部3C,4Cがサイドギヤ通過孔12L,12Rの開口面内に露呈する位置でピニオンギヤ3,4をピニオンギヤシャフト50に保持し、サイドギヤ5L,5Rをそのギヤ軸線がピニオンギヤ3,4のギヤ軸線と直交する方向に沿ってサイドギヤ通過孔12L,12Rからデフケース2内に挿入してギヤ部5Lb,5Rbをピニオンギヤ3,4のギヤ部3C,4Cに噛み合わせる(図8のステップS2)。
"Meshing of pinion gear and side gear"
The first sliding
この場合、サイドギヤ5L,5Rのギヤ部5Lb,5Rbがピニオンギヤ3,4のギヤ部3C,4Cに噛み合わされると、サイドギヤ5L,5Rの摺動部5Lc,5Rcの球中心がデフケース2の回転軸線O上に配置される。
In this case, when the gear portions 5Lb and 5Rb of the side gears 5L and 5R are engaged with the
「サイドギヤの組み込み」
サイドギヤ5L,5Rのギヤ部5Lb,5Rbがピニオンギヤ3,4のギヤ部3C,4Cに噛合した状態を維持しながら、ピニオンギヤシャフト50(ピニオンギヤ3,4)の軸線回りに沿ってサイドギヤ5L,5Rを同一の方向(時計回り又は反時計回り)に回転させることにより、図9(a)に示すサイドギヤ挿入位置から図9(b)に示す中間位置(サイドギヤ挿入位置とサイドギヤ組込位置との間の位置)を経てデフケース2の回転軸線O上におけるサイドギヤ組込位置(図1に示す位置)に配置する。
"Incorporation of side gear"
While maintaining the state where the gear portions 5Lb and 5Rb of the side gears 5L and 5R are engaged with the
この場合、サイドギヤ5L,5Rのサイドギヤ組込位置近傍における回転は、その背面(摺動部5Lc,5Rc)を車軸挿通孔9L,9Rの内側開口周縁(サイドギヤ受部9La,9Ra)に摺動させることにより行う。そして、サイドギヤ5L,5Rは、サイドギヤ組込位置に配置されると、その摺動部5Lc,5Rcを車軸挿通孔9L,9Rのサイドギヤ受部9La,9Raに対向させてデフケース2内に組み込まれる(図8のステップS3)。
In this case, the rotation of the side gears 5L and 5R in the vicinity of the side gear assembly position causes the back surface (sliding portions 5Lc and 5Rc) to slide on the inner peripheral edges (side gear receiving portions 9La and 9Ra) of the
[第1の実施の形態の効果]
以上説明した第1の実施の形態によれば、次に示す効果が得られる。
[Effect of the first embodiment]
According to the first embodiment described above, the following effects can be obtained.
(1)ピニオンギヤ3,4の第1摺動面30B,40Bがデフケース2の第1ピニオンギヤ支持面10A,11Aで、その第2摺動面30A,40Aがピニオンギヤシャフト50の第2ピニオンギヤ支持面50A,50Bでそれぞれ支持されているため、ピニオンギヤ3,4の傾きを確実に抑制することができるため、ピニオンギヤ3,4又はその支持面(特にピニオンギヤのエッジ部)の焼き付きや偏磨耗の発生を抑制することができるとともに、ピニオンギヤ3,4とサイドギヤ5L,5Rとの良好な噛合状態を得ることができる。
(1) The first sliding
(2)デフケース2の第1ピニオンギヤ支持面30B,40Bがギヤ鍔部3B,4Bのみを支持する構造であるため、またギヤ部3C,4Cの歯先円直径D1がギヤ鍔部3B,4Bの外径D(D1>D)よりも大きい寸法に設定されているため、ギヤ部3C,4Cの歯面サイズを大きい寸法に設定してギヤ部3C,4Cとサイドギヤ5L,5Rとの噛み合い領域を広くすることができ、トルクバイアス比を設定する上での自由度を高めることができる。
(2) Since the first pinion gear support surfaces 30B and 40B of the
(3)ギヤ鍔部3B,4Bがギヤ部3C,4Cの補強部材として機能するため、サイドギヤ5L,5Rからの荷重によってピニオンギヤ3,4に作用する応力を分散するとともに、ギヤ部3C,4Cの歯数を削減してギヤ部3C,4Cの曲げ強さを高めることができる。これにより、ピニオンギヤ3とサイドギヤ5L,5Rとの噛合位置の変動を低減することができ、安定した差動制限トルクを得ることができる。
(3) Since the
(4)ギヤ部3C,4Cの歯数を8枚以下の歯数に削減してその曲げ強さが高められることは、ピニオンギヤ全体のサイズを大きいサイズに設定する必要がなくなり、デフケース2の大型化を阻止することができる。
(4) The reduction in the number of teeth of the
(5)サイドギヤ5L,5Rの背面(摺動部5Lc,5Rc)と車軸挿通孔9L,9Rの内側開口周縁との間にスラストワッシャを介在させる構造でないため、装置組立工数を削減することができ、組立作業の簡素化を図ることができる。また、サイドギヤ5L,5Rの寸法精度を緩和することができ、コストの低廉化を図ることができる。 (5) Since a thrust washer is not interposed between the rear surfaces (sliding portions 5Lc, 5Rc) of the side gears 5L, 5R and the inner opening rims of the axle insertion holes 9L, 9R, the number of apparatus assembly steps can be reduced. As a result, the assembling work can be simplified. Further, the dimensional accuracy of the side gears 5L, 5R can be relaxed, and the cost can be reduced.
なお、本実施の形態に示す車両用差動装置の組立方法では、「ピニオンギヤとサイドギヤとの噛み合わせ」の工程において、サイドギヤ5L,5Rをそのギヤ軸線がピニオンギヤ3,4のギヤ軸線と直交する方向に沿ってサイドギヤ通過孔12L,12Rからデフケース2内に挿入してギヤ部5Lb,5Rbをピニオンギヤ3,4のギヤ部3C,4Cに噛み合わせる場合について説明したが、本発明はこれに限定されず、サイドギヤ5L,5Rをピニオンギヤ3,4が回転する方向に沿ってサイドギヤ通過孔12L,12Rからデフケース2内に挿入してギヤ部5Lb,5Rbをピニオンギヤ3,4のギヤ部3C,4Cに噛み合わせてもよい。
In the method for assembling the vehicle differential shown in the present embodiment, in the “meshing pinion gear and side gear” step, the side gears 5L and 5R have their gear axes orthogonal to the gear axis of the pinion gears 3 and 4. Although the case where the gear portions 5Lb and 5Rb are engaged with the
そして、「サイドギヤの組み込み」の工程では、ピニオンギヤシャフト50の軸線回りに沿ってサイドギヤ5L,5Rを同一の方向に回転させることにより、図10(a)に示すサイドギヤ挿入位置から図10(b)に示すサイドギヤ中間位置(1)及び図10(c)に示すサイドギヤ中間位置(2)を経て図10(d)に示すサイドギヤ組込位置に配置する。
In the step of “incorporating the side gear”, the side gears 5L and 5R are rotated in the same direction along the axis of the
図10(a)〜(d)は、本発明の第1の実施の形態に係る車両用差動装置の組立方法における他の「サイドギヤの組み込み」の工程について説明するために示す断面図である。図10(a)はサイドギヤ挿入位置に、図10(b)及び図10(c)はサイドギヤ中間位置に、また図10(d)はサイドギヤ組込位置にそれぞれサイドギヤが配置された状態を示す。ここで、サイドギヤ5L,5Rの歯数は前述した12枚に限定されることはないが、この歯数は奇数よりも偶数であることが望ましい。なぜなら、図10(a)のようにサイドギヤ通過孔12L,12Rからサイドギヤ5L,5Rを挿入する際、サイドギヤ5L,5Rの歯数が奇数である場合に、ピニオンギヤ3と噛み合わせながら挿入しやすいようにサイドギヤ5L,5Rの位相を定めると、ピニオンギヤ4と適当な位置で噛み合わなくなってしまうが、サイドギヤ5L,5Rの歯数が偶数であれば、ピニオンギヤ3,4共に良好な位置で噛み合わせながら挿入が行えるからである。従って、サイドギヤ5L,5Rの歯数が偶数であれば、奇数の場合よりも、サイドギヤ通過孔12L,12Rを小さくしても組みつけが可能となり、デフケース2の剛性を高めることができる。
FIGS. 10A to 10D are cross-sectional views for explaining another “incorporating side gear” step in the method for assembling the vehicle differential device according to the first embodiment of the present invention. . 10A shows the side gear insertion position, FIGS. 10B and 10C show the side gear intermediate position, and FIG. 10D shows the state where the side gear is arranged at the side gear assembly position. Here, the number of teeth of the side gears 5L and 5R is not limited to the above-described twelve, but the number of teeth is desirably an even number rather than an odd number. This is because, when the side gears 5L and 5R are inserted from the side gear passage holes 12L and 12R as shown in FIG. 10A, when the side gears 5L and 5R have an odd number of teeth, they can be easily inserted while meshing with the pinion gear 3. If the phases of the side gears 5L and 5R are determined, the
[第2の実施の形態]
図11は、本発明の第2の実施の形態に係る車両用差動装置を説明するために示す断面図である。図11において、図1〜図5と同一又は同等の部材については同一の符号を付し、詳細な説明は省略する。
[Second Embodiment]
FIG. 11 is a cross-sectional view for explaining a vehicle differential device according to a second embodiment of the present invention. In FIG. 11, members that are the same as or equivalent to those in FIGS. 1 to 5 are given the same reference numerals, and detailed descriptions thereof are omitted.
図11に示すように、第2の実施の形態に示す車両用差動装置100は、サイドギヤ5L,5Rの背面(球面からなる摺動部5Lc,5Rc)と車軸挿通孔9L,9Rの内側開口周縁との間に摺動部5Lc,5Rcに適合する球面スラストワッシャ6L,6Rを介装した点に特徴がある。
As shown in FIG. 11, the vehicle
このため、デフケース2における車軸挿通孔9L,9Rの内側開口周縁には、サイドギヤ受部9La,9Raに代わり、球面スラストワッシャ6L,6Rに適合するスラストワッシャ受部9Lb,9Rbが設けられている。
Therefore, thrust washer receiving portions 9Lb and 9Rb adapted to the
次に、本実施の形態に係る車両用差動装置の組立方法につき、図12を用いて説明する。図12は、本発明の第2の実施の形態に係る車両用差動装置の組立方法を説明するために示すフローチャートである。 Next, a method for assembling the vehicle differential device according to the present embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 12 is a flowchart for explaining an assembling method of the vehicle differential according to the second embodiment of the present invention.
本実施の形態に示す車両用差動装置の組立方法は、「ピニオンギヤ及びピニオンギヤシャフトの組み込み」及び「サイドギヤの組み込み」・「ピニオンギヤとサイドギヤとの噛み合わせ」・「球面スラストワッシャの組み込み」の各工程が順次実施されるため、これら各工程を順次説明する。 The method of assembling the vehicle differential shown in the present embodiment includes "incorporation of pinion gear and pinion gear shaft", "incorporation of side gear", "meshing of pinion gear and side gear", and "incorporation of spherical thrust washer". Since the steps are performed sequentially, each of these steps will be described in turn.
なお、本実施の形態に示す「ピニオンギヤ及びピニオンギヤシャフトの組み込み」の工程(図12のステップS1)は、第1の実施の形態に示す「ピニオンギヤ及びピニオンギヤシャフトの組み込み」の工程と同様に実施されるため、その説明を省略する。 The process of “incorporating pinion gear and pinion gear shaft” (step S1 in FIG. 12) shown in the present embodiment is performed in the same manner as the process of “incorporating pinion gear and pinion gear shaft” shown in the first embodiment. Therefore, the description is omitted.
「サイドギヤの組み込み」
ギヤ鍔部3B,4Bの第1摺動面30B,40Bがギヤ・シャフト支持部10,11の第1ピニオンギヤ支持面10A,11Aに、またギヤ胴部3A,4A(シャフト挿通孔3D,4D)の第2摺動面30A,40Aがピニオンギヤシャフト50の第2ピニオンギヤ支持面50A,50Bにそれぞれ対向するとともに、ギヤ部3C,4Cがサイドギヤ通過孔12L,12Rの開口面内に露呈する位置でピニオンギヤ3,4をピニオンギヤシャフト50に保持し、サイドギヤ5L,5Rをそのギヤ軸線がピニオンギヤ3,4のギヤ軸線と直交する方向に沿ってサイドギヤ通過孔12L,12Rからデフケース2内に挿入し、ピニオンギヤシャフト50の軸線回りに沿ってサイドギヤ5L,5Rを同一の方向(時計回り又は反時計方向)に回転させることにより、デフケース2の回転軸線O上に配置する。
"Incorporation of side gear"
The first sliding
この場合、サイドギヤ5L,5Rは、回転軸線O上に配置されると、その摺動部5Lc,5Rcを車軸挿通孔9L,9Rのスラストワッシャ受部9Lb,9Rbに対向させてデフケース2内に組み込まれる(図12のステップS2)。
In this case, when the side gears 5L and 5R are arranged on the rotation axis O, the side gears 5L and 5R are incorporated in the
「ピニオンギヤとサイドギヤとの噛み合わせ」
サイドギヤ5L,5Rを互いに接近する方向に回転軸線Oに沿って移動させてそのギヤ部5Lb,5Rbとピニオンギヤ3,4のギヤ部3C,4Cに噛み合わせる(図12のステップS3)。
"Meshing of pinion gear and side gear"
The side gears 5L and 5R are moved along the rotation axis O in a direction approaching each other and meshed with the gear portions 5Lb and 5Rb and the
この場合、サイドギヤ5L,5Rのギヤ部5Lb,5Rbがピニオンギヤ3,4のギヤ部3C,4Cに噛み合わされると、サイドギヤ5L,5Rの摺動部5Lc,5Rcとデフケース2のスラストワッシャ受部9Lb,9Rbとの間に回転軸線Oに沿って空隙が形成される。
In this case, when the gear portions 5Lb, 5Rb of the side gears 5L, 5R are engaged with the
「球面スラストワッシャの組み込み」
デフケース2内にサイドギヤ通過孔12L,12Rから球面スラストワッシャ6L,6Rを挿入し、サイドギヤ5L,5Rの摺動部5Lc,5Rcとデフケース2のスラストワッシャ受部9Lb,9Rbとの間に球面スラストワッシャ6L,6Rを介装する。球面スラストワッシャ6L,6Rは、「ピニオンギヤとサイドギヤとの噛み合わせ」において、サイドギヤ5L,5Rの摺動部5Lc,5Rcとデフケース2のスラストワッシャ受部9Lb,9Rbとの間に形成された空隙寸法に応じた厚さ又は枚数の球面スラストワッシャを用いる。
"Incorporation of spherical thrust washer"
この場合、サイドギヤ5L,5Rとスラストワッシャ受部9Lb,9Rbとの間に球面スラストワッシャ6L,6Rが介装されると、球面スラストワッシャ6L,6Rがデフケース2内に組み込まれる(図12のステップS4)。
In this case, when the
[第2の実施の形態の効果]
以上説明した第2の実施の形態によれば、第1の実施の形態の効果(1)〜(4)に加え、次に示す効果が得られる。
[Effect of the second embodiment]
According to the second embodiment described above, the following effects can be obtained in addition to the effects (1) to (4) of the first embodiment.
サイドギヤ5L,5Rの摺動部5Lc,5Rcとデフケース2のスラストワッシャ受部9Lb,9Rbとの間にその空隙寸法に応じた厚さをもつ球面スラストワッシャ6L,6Rを介装することができ、デフケース2における回転軸線方向の組立誤差を吸収することができる。
Between the sliding portions 5Lc, 5Rc of the side gears 5L, 5R and the thrust washer receiving portions 9Lb, 9Rb of the
以上、本発明の車両用差動装置を上記の実施の形態に基づいて説明したが、本発明は上記の実施の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態様において実施することが可能であり、例えば次に示すような変形も可能である。 As mentioned above, although the vehicle differential gear of this invention was demonstrated based on said embodiment, this invention is not limited to said embodiment, In various aspects in the range which does not deviate from the summary. For example, the following modifications are possible.
(1)各実施の形態では、ギヤ鍔部3B,4Bがギヤ軸線方向に沿って外径を均一の寸法とする円環体によって形成されている場合について説明したが、本発明はこれに限定されず、ギヤ軸線方向に沿って外径が異なる寸法(例えば外周面を傾斜面)とする円環体によってギヤ鍔部を形成してもよい。すなわち要するに、本発明におけるピニオンギヤのギヤ鍔部がギヤ軸線方向寸法を周方向に沿って均一な寸法とする円環体によって形成されていればよい。この場合、デフケースには、ギヤ鍔部の外周面(第1摺動面)に適合する支持面(第1ピニオンギヤ支持面)が設けられている。
(1) In each of the embodiments, the case has been described in which the
(2)各実施の形態では、ギヤ部3C,4Cの歯数が7個である場合について説明したが、本発明はこれに限定されず、6又は8個の歯数をもつギヤ部であっても本実施の形態と同様の効果を奏する。
(2) In each embodiment, the case where the
(3)各実施の形態では、ピニオンギヤ3,4が2個(1対)デフケース2内に配置されている場合について説明したが、本発明はこれに限定されず、3個以上のピニオンギヤをデフケース内に配置してもよい。
(3) In each embodiment, although the case where the two
(4)各実施の形態では、ピニオンギヤ3,4のシャフト挿通孔3D,4Dにおける内径が非摺動面32A,42Aよりも第2摺動面30A,40Aで小さい寸法(シャフト挿通孔3D,4Dの内径が第2摺動面30A,40Aで最も小さい寸法)に設定されている場合について説明したが、本発明はこれに限定されず、シャフト挿通孔3D,4Dの内面において第2摺動面30A,40Aのみがピニオンギヤシャフト50の第2ピニオンギヤ支持面50A,50Bを摺動する構成であれば、例えばピニオンギヤ3,4のシャフト挿通孔3D,4Dにおける内径を第2摺動面30A,40A及び非摺動面32A,42Aで同一の寸法に設定してもよい。この場合、ピニオンギヤシャフト50は、第2摺動面30A,40Aに対向する部位の外径を他の部位の外径よりも大きい寸法に設定して形成されている。
(4) In each embodiment, the inner diameter of the
(5)各実施の形態では、デフケース2が1ピースの部材によって形成されている場合について説明したが、本発明はこれに限定されず、複数のケースエレメントからなるデフケースであっても勿論よい。
(5) In each embodiment, although the case where the
(6)各実施の形態では、ピニオンギヤシャフト50を備えた車両用差動装置1である場合について説明したが、本発明はこれに限定されず、ピニオンギヤの支持構造として車両用差動装置の駆動時にピニオンギヤが傾動しない支持構造とすることが可能であれば、ピニオンギヤシャフトを備えないシャフトレス型の車両用差動装置であってもよい。
(6) In each embodiment, although the case where it was the vehicle differential device 1 provided with the
1…車両用差動装置
2…デフケース、2A…空間部、2b…ピン取付孔
3,4…ピニオンギヤ、3A,4A…ギヤ胴部、30a,40a…第1ギヤ胴部、31a,41a…第2ギヤ胴部、30A,40A…第2摺動面、31A,41A…非摺動面、32A,42A…非摺動面、3B,4B…ギヤ鍔部、30B,40B…第1摺動面、31B,41B…第3摺動面、3C,4C…ギヤ部、3D,4D…シャフト挿通孔
5L,5R…サイドギヤ、5La,5Ra…ボス部、5Lb,5Rb…ギヤ部、5Lc,5Rc…摺動部
6L,6R…球面スラストワッシャ
9L,9R…車軸挿通孔、9La,9Ra…サイドギヤ受部、9Lb,9Rb…スラストワッシャ受部
50…ピニオンギヤシャフト、50A,50B…第2ピニオンギヤ支持面、50D…ピン挿通孔
10,11…ギヤ・シャフト支持部、10A,11A…第1ピニオンギヤ支持面、10B,11B…ピニオンギヤシャフト支持面、10C,11C…ピニオンギヤ受部
12L,12R…サイドギヤ通過孔
13…リングギヤ取付用フランジ
52…ピン
100…車両用差動装置
A…屈曲部
C…ギヤ軸線
O…回転軸線
D…ギヤ鍔部の外径(フランジ径)
D1…歯先円直径
D2…歯元円直径
t1…屈曲部の厚さ
t2…ギヤ鍔部の最大厚さ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Differential gear for
D1 ... diameter of tip circle D2 ... diameter of root circle t1 ... thickness of bent part t2 ... maximum thickness of gear collar
Claims (5)
前記デフケース内に回転自在に収容された1対のサイドギヤと、
前記1対のサイドギヤにギヤ軸を直交させて噛合し、軸心部にシャフト挿通孔が設けられたギヤ胴部、前記ギヤ胴部の外周側に設けられたギヤ部、及び前記ギヤ部のギヤ背面側に全周にわたって設けられ、かつ前記ギヤ胴部及び前記ギヤ部と一体に前記ギヤ胴部の外側に突出して形成されたギヤ鍔部を有する少なくとも1対のピニオンギヤと、
前記シャフト挿通孔を挿通して前記デフケースに支持されたピニオンギヤシャフトとを備え、
前記デフケースは、前記ギヤ鍔部の外周面による摺動によって前記少なくとも1対のピニオンギヤを回転自在に支持する少なくとも1対のピニオンギヤ支持部を有し、
前記少なくとも1対のピニオンギヤは、前記1対のサイドギヤとの噛み合い部が前記デフケースに対する被支持部を含まず、前記ギヤ鍔部よりも前記デフケースの回転軸線側に配置され、
前記ギヤ鍔部及び前記ギヤ胴部からなる断面略T字状のギヤ基部は、その屈曲部における厚さが前記ギヤ鍔部の最大厚さと略同一の寸法であり、
前記ギヤ鍔部の外径が前記噛み合い部の歯先円直径より小さく、かつ前記噛み合い部の歯元円直径より大きい寸法に設定され、
前記ギヤ鍔部の外径をDとし、前記ギヤ部の歯先円直径をD1とし、前記ギヤ部のギヤ背面側端縁の歯元円直径D2としたとき、下記の不等式を満たすことを特徴とする車両用差動装置。
D2+(D1−D2)×0.23≦D≦D2+(D1−D2)×0.83 Differential case,
A pair of side gears rotatably accommodated in the differential case;
A gear barrel having a gear shaft orthogonally meshed with the pair of side gears and having a shaft insertion hole provided in an axial center portion, a gear portion provided on an outer peripheral side of the gear barrel, and a gear of the gear portion At least one pair of pinion gears provided on the rear side over the entire circumference and having a gear flange portion formed integrally with the gear barrel portion and the gear portion and projecting to the outside of the gear barrel portion;
A pinion gear shaft inserted through the shaft insertion hole and supported by the differential case;
The differential case has at least one pair of pinion gear support portions that rotatably support the at least one pair of pinion gears by sliding with an outer peripheral surface of the gear flange portion;
The at least one pair of pinion gears does not include a supported portion with respect to the differential case, and the meshing portion with the pair of side gears is disposed closer to the rotation axis side of the differential case than the gear flange portion,
The gear base portion having a substantially T-shaped cross section composed of the gear flange portion and the gear body portion has a thickness at a bent portion thereof that is approximately the same as the maximum thickness of the gear flange portion,
The outer diameter of the gear collar is set smaller than the diameter of the tip of the meshing portion and larger than the diameter of the root of the meshing portion ,
When the outer diameter of the gear flange is D, the tooth tip circle diameter of the gear portion is D1, and the tooth root diameter D2 of the gear back side edge of the gear portion, the following inequality is satisfied. A vehicle differential.
D2 + (D1-D2) × 0.23 ≦ D ≦ D2 + (D1-D2) × 0.83
前記デフケース内に回転自在に収容された1対のサイドギヤと、
前記1対のサイドギヤにギヤ軸を直交させて噛合し、中心軸線をギヤ軸線とするギヤ胴部、前記ギヤ胴部の外周側に設けられたギヤ部、及び前記ギヤ部のギヤ背面側に全周にわたって設けられ、かつ前記ギヤ胴部及び前記ギヤ部と一体に前記ギヤ胴部の外側に突出して形成されたギヤ鍔部を有する少なくとも1対のピニオンギヤとを備え、
前記デフケースは、前記ギヤ鍔部の外周面による摺動によって前記少なくとも1対のピニオンギヤを回転自在に支持する少なくとも1対のピニオンギヤ支持部を有し、
前記少なくとも1対のピニオンギヤは、前記1対のサイドギヤとの噛み合い部が前記デフケースに対する被支持部を含まず、前記ギヤ鍔部よりも前記デフケースの回転軸線側に配置され、
前記ギヤ鍔部及び前記ギヤ胴部からなる断面略T字状のギヤ基部は、その屈曲部における厚さが前記ギヤ鍔部の最大厚さと略同一の寸法であり、
前記ギヤ鍔部の外径が前記噛み合い部の歯先円直径より小さく、かつ前記噛み合い部の歯元円直径より大きい寸法に設定され、
前記ギヤ鍔部の外径をDとし、前記ギヤ部の歯先円直径をD1とし、前記ギヤ部のギヤ背面側端縁の歯元円直径D2としたとき、下記の不等式を満たすことを特徴とする車両用差動装置。
D2+(D1−D2)×0.23≦D≦D2+(D1−D2)×0.83
Differential case,
A pair of side gears rotatably accommodated in the differential case;
A gear barrel having a gear axis orthogonally meshed with the pair of side gears and having a central axis as a gear axis, a gear portion provided on the outer peripheral side of the gear barrel, and a gear rear side of the gear portion And at least one pair of pinion gears that are provided over the circumference and have a gear flange portion that is formed integrally with the gear body portion and the gear portion so as to protrude to the outside of the gear body portion,
The differential case has at least one pair of pinion gear support portions that rotatably support the at least one pair of pinion gears by sliding with an outer peripheral surface of the gear flange portion;
The at least one pair of pinion gears does not include a supported portion with respect to the differential case, and the meshing portion with the pair of side gears is disposed closer to the rotation axis side of the differential case than the gear flange portion,
The gear base portion having a substantially T-shaped cross section composed of the gear flange portion and the gear body portion has a thickness at a bent portion thereof that is approximately the same as the maximum thickness of the gear flange portion,
The outer diameter of the gear collar is set smaller than the diameter of the tip of the meshing portion and larger than the diameter of the root of the meshing portion ,
When the outer diameter of the gear flange is D, the tooth tip circle diameter of the gear portion is D1, and the tooth root diameter D2 of the gear back side edge of the gear portion, the following inequality is satisfied. A vehicle differential.
D2 + (D1-D2) × 0.23 ≦ D ≦ D2 + (D1-D2) × 0.83
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