JP5312373B2 - Differential pressure relief structure of differential case in differential gear - Google Patents

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Description

本発明は、差動装置におけるデフケースの面圧緩和構造。   The present invention provides a surface pressure relief structure for a differential case in a differential.

図3の(a)は、従来例にかかる差動装置100のピニオンギア104とサイドギア105との噛合部を拡大して示す図であり、(b)は、(a)におけるA−A断面図であり、(c)は、(b)のピニオンギア104を、デフケース102側から見た図である。   3A is an enlarged view showing a meshing portion between the pinion gear 104 and the side gear 105 of the differential device 100 according to the conventional example, and FIG. 3B is a cross-sectional view taken along line AA in FIG. (C) is the figure which looked at the pinion gear 104 of (b) from the differential case 102 side.

車両用の差動装置100では、デフケース102にファイナルギア101を介して回転トルクが入力されて、デフケース102が回転軸X周りに回転すると、デフケース102と一体に回転するピニオンシャフト103から、ピニオンシャフト103で支持されたピニオンギア104にトルクが伝達され、さらに、このピニオンギア104に伝達されたトルクは、ピニオンギア104が噛合するサイドギア105に伝達される。
そして、このサイドギア105に伝達されたトルクにより、サイドギア105と、サイドギア105に連結されたアスクルシャフト106とが、回転軸X周りに回転する。
In the differential 100 for a vehicle, when rotational torque is input to the differential case 102 via the final gear 101 and the differential case 102 rotates around the rotation axis X, the pinion shaft 103 rotates integrally with the differential case 102 to the pinion shaft. Torque is transmitted to the pinion gear 104 supported at 103, and further, the torque transmitted to the pinion gear 104 is transmitted to the side gear 105 with which the pinion gear 104 is engaged.
Then, due to the torque transmitted to the side gear 105, the side gear 105 and the axle shaft 106 connected to the side gear 105 rotate around the rotation axis X.

例えば車両が前進走行している場合、図3の(b)に示すように、デフケース102は、ファイナルギア101から伝達される回転トルクを受けて回転軸X周りに反時計回り方向に回転し、ピニオンギア104は、ピニオンシャフト103との接合面から伝達されるトルクを受けて回転軸X周りに公転し、サイドギア105は、ピニオンギア104との噛合面から伝達されるトルクを受けて回転軸X周りに反時計回り方向に自転する。   For example, when the vehicle is traveling forward, the differential case 102 receives the rotational torque transmitted from the final gear 101 and rotates counterclockwise around the rotational axis X, as shown in FIG. The pinion gear 104 revolves around the rotation axis X in response to the torque transmitted from the joint surface with the pinion shaft 103, and the side gear 105 receives the torque transmitted from the meshing surface with the pinion gear 104 in response to the rotation axis X. Spins counterclockwise around.

ここで、ピニオンギア104がピニオンシャフト103との接合面からトルクを伝達される際に受ける力(押圧力)は、デフケース102の回転方向に作用し、ピニオンギア104がサイドギア105にトルクを伝達する際にサイドギア105との噛合面から受ける力(反力)は、デフケース102の回転方向とは反対の方向に作用する。   Here, the force (pressing force) that the pinion gear 104 receives when torque is transmitted from the joint surface with the pinion shaft 103 acts in the rotation direction of the differential case 102, and the pinion gear 104 transmits torque to the side gear 105. At this time, the force (reaction force) received from the meshing surface with the side gear 105 acts in a direction opposite to the rotation direction of the differential case 102.

図3の(a)に示すように、ピニオンギア104がピニオンシャフト103との接合面から受ける押圧力は、ピニオンシャフト103とピニオンギア104との接合長L1の全長に亘って同じであり、この押圧力の大きさと向きを、ピニオンシャフト103の軸(軸心)Yを基準に表すと、図3の(b)、(c)に示すように、接合長L1の中心点C1を通るベクトルF1で表すことができる。
なお、図3の(a)では、ベクトルF1は、紙面の奥側に向けて延びている。
As shown in FIG. 3A, the pressing force that the pinion gear 104 receives from the joint surface with the pinion shaft 103 is the same over the entire length of the joint length L1 between the pinion shaft 103 and the pinion gear 104. When the magnitude and direction of the pressing force are expressed with reference to the axis (axial center) Y of the pinion shaft 103, as shown in FIGS. 3B and 3C, a vector F1 passing through the center point C1 of the joining length L1. Can be expressed as
In FIG. 3A, the vector F1 extends toward the back side of the page.

また、ピニオンギア104がサイドギア105との噛合面から受ける力(反力)は、図3の(a)に示すように、ピニオンギア104とサイドギア105の噛合面の長さL2の全長に亘って同じであるが、この反力の大きさと向きを、軸(軸心)Yを基準に表すと、図3の(b)、(c)に示すように、噛合面の長さL2の中心点C2を通るベクトルF2で表すことができる。
なお、図3の(a)では、ベクトルF2は、紙面の手前側に向けて延びている。
Further, the force (reaction force) that the pinion gear 104 receives from the meshing surface with the side gear 105 extends over the entire length L2 of the meshing surface between the pinion gear 104 and the side gear 105, as shown in FIG. Although the magnitude and direction of the reaction force are the same with respect to the axis (axis) Y, as shown in FIGS. 3B and 3C, the center point of the length L2 of the meshing surface is the same. It can be represented by a vector F2 passing through C2.
In FIG. 3A, the vector F2 extends toward the front side of the page.

従来例にかかる差動装置100の場合、図3の(a)に示すように、ピニオンギア104とサイドギア105は、それぞれ歯面が軸Yに対して傾斜した歯車(ベベルギア)であり、歯面がピニオンシャフト103の軸Yに対して所定角度傾斜θしている。
そのため、ピニオンシャフト103とピニオンギア104との接合長L1の中心点C1と、ピニオンギア104とサイドギア105の噛合面の長さL2の中心点C2とが、ピニオンシャフト103の軸Yの軸方向においてオフセットしており、中心点C2の方がデフケース102の中心側にΔLだけズレている。
In the case of the differential device 100 according to the conventional example, the pinion gear 104 and the side gear 105 are gears (bevel gears) whose tooth surfaces are inclined with respect to the axis Y, as shown in FIG. Is inclined at a predetermined angle θ with respect to the axis Y of the pinion shaft 103.
Therefore, the center point C1 of the joining length L1 between the pinion shaft 103 and the pinion gear 104 and the center point C2 of the length L2 of the meshing surface between the pinion gear 104 and the side gear 105 are in the axial direction of the axis Y of the pinion shaft 103. The center point C2 is offset from the center side of the differential case 102 by ΔL.

かかる場合、図3の(b)に示すように、デフケース102の回転方向に作用する押圧力F1の方が、ピニオンギア104の公転軸である回転軸Xから見て、反力F2よりも外側に作用しているので、ピニオンシャフト103からピニオンギア104が受ける押圧力(伝達されるトルク)が、ピニオンギア104の公転方向に対してモーメントとして働いて、ピニオンギア104が軸Yに対して傾いてしまう。
例えば、前進走行の場合には、ピニオンギア104は、図3の(b)において符号Bで囲った部分をデフケース102の内周面102aに押しつける方向に傾いてしまう。
In this case, as shown in FIG. 3B, the pressing force F1 acting in the rotation direction of the differential case 102 is outside the reaction force F2 when viewed from the rotation axis X that is the revolution axis of the pinion gear 104. Therefore, the pressing force (transmitted torque) received by the pinion gear 104 from the pinion shaft 103 acts as a moment with respect to the revolution direction of the pinion gear 104, and the pinion gear 104 is inclined with respect to the axis Y. End up.
For example, in the case of forward travel, the pinion gear 104 is inclined in a direction in which the portion surrounded by the symbol B in FIG. 3B is pressed against the inner peripheral surface 102a of the differential case 102.

この状態で、左右のアスクルシャフト106、106の差動回転が生じて、ピニオンギア104が軸Y周りに回転すると、回転によるスラスト力で、ピニオンギア104の当接面104aが、デフケース102の曲面状の内周面102aに押し当てられるが、ピニオンギア104が軸Yに対して傾いていると、図中符号Bで囲んだ部分が、デフケース102の内周面102aに強く押し当てられて、この部分が受ける面圧が高くなってしまう。
すなわち、デフケース102がピニオンギア104の当接面104aから受ける面圧の分布が軸Y周りの周方向で不均一となる状態、いわゆる局部面圧が生じてしまう。
In this state, when the differential rotation of the left and right axle shafts 106 and 106 occurs and the pinion gear 104 rotates around the axis Y, the contact surface 104a of the pinion gear 104 is curved by the thrust force caused by the rotation. When the pinion gear 104 is inclined with respect to the axis Y, the portion surrounded by the symbol B in the figure is strongly pressed against the inner peripheral surface 102a of the differential case 102, The surface pressure that this part receives is increased.
That is, a state in which the distribution of the surface pressure received by the differential case 102 from the contact surface 104a of the pinion gear 104 is non-uniform in the circumferential direction around the axis Y, that is, a so-called local surface pressure is generated.

この状態でピニオンギア104が回転を続けると、焼き付き、かじり、異常摩耗などが発生するおそれがある。   If the pinion gear 104 continues to rotate in this state, seizure, galling, abnormal wear, etc. may occur.

特許文献1には、ピニオンギアが軸Yに対して傾くことを阻止して局部面圧を防止するために、ピニオンギアにおいてデフケース側に延出する延出部を設けると共に、デフケースの内側にピニオンギアの延出部を囲む壁部を設けて、この壁部と延出部とでピニオンギアの傾きを防止するようにしたものが開示されている。   In Patent Document 1, in order to prevent the pinion gear from inclining with respect to the axis Y and prevent local surface pressure, the pinion gear is provided with an extending portion extending to the differential case side, and the pinion gear is provided inside the differential case. There is disclosed a structure in which a wall portion surrounding the extension portion of the gear is provided, and the inclination of the pinion gear is prevented between the wall portion and the extension portion.

特開2009−115141号公報JP 2009-115141 A

しかし、特許文献1の場合には、デフケースに加工を施す必要があり製作コストが高くなってしまう。   However, in the case of Patent Document 1, it is necessary to process the differential case, which increases the manufacturing cost.

そこで、より簡単な構成で、デフケースにおけるピニオンギアとの当接面に、局部面圧が生じないようにすることが求められている。   In view of this, there is a demand for a local surface pressure not to be generated on the contact surface of the differential case with the pinion gear with a simpler configuration.

本発明は、デフケースと、同デフケース内に装着されたシャフトと、同シャフトに回転
可能に軸支され、自身の外側面が球面状に形成されたピニオンギアと、同ピニオンギアに
噛み合うサイドギアと、を備え、ピニオンギアとサイドギアが、それぞれベベルギアである差動装置において、ピニオンギアにおけるシャフトで支持された部分を、外側面とは反対側に延在させて、ピニオンギアのシャフトで支持された部分の軸方向の長さの中心点と、ピニオンギアとサイドギアの噛み合い歯面の長手方向の長さの中心点とを、軸方向において一致させた構成の差動装置における面圧緩和構造とした。

The present invention includes a differential case, a shaft mounted in the differential case, a pinion gear rotatably supported on the shaft and having an outer surface formed in a spherical shape, a side gear meshing with the pinion gear, In the differential device in which the pinion gear and the side gear are each bevel gears, the portion supported by the shaft of the pinion gear extends to the side opposite to the outer surface and is supported by the shaft of the pinion gear The surface pressure relief structure in the differential device is configured such that the center point of the axial length of the shaft and the center point of the longitudinal length of the meshing tooth surface of the pinion gear and the side gear coincide with each other in the axial direction.

本発明によれば、ピニオンギアのピニオンシャフトで支持された部分の軸方向の長さの中心点と、ピニオンギアとサイドギアの噛み合い歯面の長手方向の長さの中心点とが、ピニオンシャフトの軸方向で一致しているので、ピニオンギアがピニオンシャフトから受ける押圧力と、ピニオンギアがサイドギアとの噛み合い歯面から受ける反力とが相殺されて、ピニオンギアを傾けようとする力が生じない。
よって、ピニオンギアの外周面は、均等な力でデフケースに押し当てられることになり、デフケースにおけるピニオンギアとの当接面に、局部面圧が生じないようにすることができる。
According to the present invention, the center point of the axial length of the portion supported by the pinion shaft of the pinion gear and the center point of the longitudinal length of the meshing tooth surface of the pinion gear and the side gear are Since they match in the axial direction, the pressing force that the pinion gear receives from the pinion shaft and the reaction force that the pinion gear receives from the meshing tooth surface with the side gear cancel each other, and no force is generated to tilt the pinion gear. .
Therefore, the outer peripheral surface of the pinion gear is pressed against the differential case with an equal force, and local surface pressure can be prevented from being generated on the contact surface of the differential case with the pinion gear.

実施の形態にかかる差動装置の断面図である。It is sectional drawing of the differential gear concerning embodiment. 図1の要部拡大図である。It is a principal part enlarged view of FIG. 従来例にかかる差動装置の要部拡大図である。It is a principal part enlarged view of the differential gear concerning a prior art example.

以下、本発明の実施の形態を説明する。
図1は、実施の形態にかかる差動装置1の断面図である。
図2の(a)は、図1の差動装置における一方のピニオンギア6の部分を拡大して示す図であって、延出部6bが、図中点線で示す従来のピニオンギアの端部の位置よりも、軸Yの軸方向に長さL3だけ延出して形成されていることを説明する図である。図2の(b)は、(a)におけるA−A断面図であり、(c)は、(a)のピニオンギア6をデフケース2側から見た平面図である。
Embodiments of the present invention will be described below.
FIG. 1 is a cross-sectional view of a differential device 1 according to an embodiment.
FIG. 2A is an enlarged view showing a portion of one pinion gear 6 in the differential shown in FIG. 1, and an extension portion 6b is an end portion of a conventional pinion gear indicated by a dotted line in the drawing. It is a figure explaining extending only the length L3 to the axial direction of the axis | shaft Y rather than the position of this. 2B is a cross-sectional view taken along line AA in FIG. 2A, and FIG. 2C is a plan view of the pinion gear 6 of FIG. 2A viewed from the differential case 2 side.

図1に示すように、変速機ケース(図示せず)の下部に設けられたデフハウジング3では、差動装置1のデフケース2が、ベアリング4を介して回転可能に支持されている。
デフケース2の外周にはファイナルギア8が固定されており、このファイナルギア8に回転が入力されると、ファイナルギア8とデフケース2とが、回転軸X周りに一体に回転する。
As shown in FIG. 1, in a differential housing 3 provided at a lower portion of a transmission case (not shown), a differential case 2 of a differential device 1 is rotatably supported via a bearing 4.
A final gear 8 is fixed to the outer periphery of the differential case 2, and when rotation is input to the final gear 8, the final gear 8 and the differential case 2 rotate integrally around the rotation axis X.

デフケース2は、ピニオンシャフト5と、ピニオンギア6と、サイドギア7とを、内部に収納する中空状に形成されており、このデフケース2には、ベアリング4が外周に圧入される円筒状の軸部22が、左右方向(回転軸X方向)に延出して設けられている。
左右の軸部22には、それぞれアスクルシャフト9が軸方向から挿入されており、アスクルシャフト9は、軸部22で回転可能に支持されている。
The differential case 2 is formed in a hollow shape in which a pinion shaft 5, a pinion gear 6, and a side gear 7 are housed. A cylindrical shaft portion in which the bearing 4 is press-fitted into the outer periphery is formed in the differential case 2. 22 is provided extending in the left-right direction (rotation axis X direction).
The axle shafts 9 are respectively inserted in the left and right shaft portions 22 from the axial direction, and the axle shaft 9 is rotatably supported by the shaft portions 22.

デフケース2内において、アスクルシャフト9の先端部9aは、サイドギア7の貫通孔71にスプライン嵌合しており、サイドギア7とアスクルシャフト9とが、回転軸X周りに一体回転可能に連結されている。   In the differential case 2, the tip end portion 9 a of the axle shaft 9 is spline-fitted into the through hole 71 of the side gear 7, and the side gear 7 and the axle shaft 9 are coupled to be rotatable about the rotation axis X. .

デフケース2には、回転軸Xに直交する方向に貫通した軸孔2a、2aが、デフケース2の内部空間Sを挟んで対称となる位置に設けられている。
軸孔2a、2aは、それぞれ回転軸Xに直交する軸Y上に位置しており、ピニオンシャフト5の一端5a側および他端5b側が挿入されている。
ピニオンシャフト5の一端5a側および他端5b側は、図示しないピンでデフケース2に固定されており、ピニオンシャフト5は、軸Y周りの自転が禁止されている。
ピニオンシャフト5は、デフケース2内において、サイドギア7、7の間に位置しており、軸Yに沿って配置されている。
The differential case 2 is provided with shaft holes 2 a and 2 a penetrating in a direction orthogonal to the rotation axis X at positions symmetrical with respect to the internal space S of the differential case 2.
The shaft holes 2a and 2a are positioned on an axis Y orthogonal to the rotation axis X, and the one end 5a side and the other end 5b side of the pinion shaft 5 are inserted.
One end 5a side and the other end 5b side of the pinion shaft 5 are fixed to the differential case 2 with pins (not shown), and the pinion shaft 5 is prohibited from rotating about the axis Y.
The pinion shaft 5 is positioned between the side gears 7 and 7 in the differential case 2 and is disposed along the axis Y.

デフケース2内においてピニオンシャフト5には、ピニオンギア6が外挿して回転可能に支持されている。
ピニオンギア6は、軸Yの軸方向に間隔を空けて2つ設けられており、ピニオンギア6、6は、互いの歯部62を対向させた状態で配置されている。また、ピニオンシャフト5においてピニオンギア6は、当該ピニオンギア6の軸心を、ピニオンシャフト5の軸心と一致させて設けられている。
In the differential case 2, a pinion gear 6 is extrapolated and supported rotatably on the pinion shaft 5.
Two pinion gears 6 are provided at an interval in the axial direction of the axis Y, and the pinion gears 6 and 6 are arranged in a state in which the tooth portions 62 face each other. In the pinion shaft 5, the pinion gear 6 is provided such that the axis of the pinion gear 6 coincides with the axis of the pinion shaft 5.

デフケース2内において、回転軸Xの軸方向におけるピニオンギア6の両側には、サイドギア7が位置している。
サイドギア7は、互いの歯部72を対向させた状態で、回転軸Xの軸方向に間隔を空けて2つ設けられており、ピニオンギア6とサイドギア7とは、互いの歯部62、72を噛合させた状態で組み付けられている。
In the differential case 2, side gears 7 are located on both sides of the pinion gear 6 in the axial direction of the rotation axis X.
The two side gears 7 are provided with an interval in the axial direction of the rotation axis X with the tooth portions 72 facing each other. The pinion gear 6 and the side gear 7 have the tooth portions 62 and 72. Are assembled in a state of meshing.

ここで、実施の形態では、デフケース2は、略球形状を有しており、その内部空間Sが限られている。そのため、図2の(a)に示すように、外周の歯面が軸Yに対して所定角θ傾斜した歯車(ベベルギア)が、ピニオンギア6、サイドギア7として使用されている。   Here, in the embodiment, the differential case 2 has a substantially spherical shape, and its internal space S is limited. Therefore, as shown in FIG. 2A, gears (bevel gears) whose outer peripheral tooth surfaces are inclined at a predetermined angle θ with respect to the axis Y are used as the pinion gear 6 and the side gear 7.

図2に示すように、ピニオンギア6の中央部には、ピニオンシャフト5が貫通する貫通孔61が設けられており、貫通孔61の内周面は全周に亘ってピニオンシャフト5に接合支持されている。この貫通孔61の内周面とピニオンシャフト5の外周面5cとが接している部分が、ピニオンギア6とピニオンシャフト5との接合部(ピニオンギア6のピニオンシャフト5で支持された部分)となっている。
ピニオンギア6の外周には、軸Yの軸方向から見て貫通孔61を囲むように歯部62が設けられている。
As shown in FIG. 2, a through hole 61 through which the pinion shaft 5 passes is provided at the center of the pinion gear 6, and the inner peripheral surface of the through hole 61 is joined and supported to the pinion shaft 5 over the entire circumference. Has been. A portion where the inner peripheral surface of the through hole 61 and the outer peripheral surface 5c of the pinion shaft 5 are in contact with a joint portion of the pinion gear 6 and the pinion shaft 5 (portion supported by the pinion shaft 5 of the pinion gear 6). It has become.
A tooth portion 62 is provided on the outer periphery of the pinion gear 6 so as to surround the through hole 61 when viewed from the axial direction of the axis Y.

ピニオンギア6の回転軸Xから離れる方向に位置するデフケース2との対向面には、デフケース2の当接部21に当接する当接面6aが設けられている。
当接面6aは、デフケース2側に突出した略球面形状を有しており、軸Y側が外周側よりもデフケース2側に突出している。
A contact surface 6 a that contacts the contact portion 21 of the differential case 2 is provided on the surface of the pinion gear 6 that faces the differential case 2 that is positioned away from the rotation axis X.
The contact surface 6a has a substantially spherical shape protruding toward the differential case 2 side, and the axis Y side protrudes toward the differential case 2 side from the outer peripheral side.

実施の形態では、ピニオンギア6が軸Y周りに自転する際や、デフケース2が回転軸X周りに回転する際に作用するスラスト力で、ピニオンギア6がデフケース2側に移動するようになっている。   In the embodiment, the pinion gear 6 moves to the differential case 2 side by the thrust force that acts when the pinion gear 6 rotates around the axis Y or when the differential case 2 rotates around the rotation axis X. Yes.

そのため、ピニオンギア6の当接面6aとデフケース2の当接部21との間には、ワッシャ10が位置しており、このワッシャ10が、ピニオンギア6のスラスト力を受けるようになっている。
ワッシャ10は、ピニオンシャフト5に外挿して設けられており、ピニオンギア6の当接面6aの形状に合わせて、球面状を有している。
Therefore, the washer 10 is located between the contact surface 6a of the pinion gear 6 and the contact portion 21 of the differential case 2, and this washer 10 receives the thrust force of the pinion gear 6. .
The washer 10 is provided by being extrapolated to the pinion shaft 5, and has a spherical shape in accordance with the shape of the contact surface 6 a of the pinion gear 6.

デフケース2の当接部21は、軸Yの軸方向に沿ってデフケース2の内周面2bよりもピニオンギア6側に僅かに突出している。当接部21のピニオンギア6との対向面である内周面21aは、ピニオンギア6から離れる方向に窪んだ球面形状となっており、ピニオンギア6の当接面6aと整合する形状となっている。   The contact portion 21 of the differential case 2 slightly protrudes toward the pinion gear 6 side from the inner peripheral surface 2b of the differential case 2 along the axial direction of the axis Y. The inner peripheral surface 21a that is the surface of the contact portion 21 that faces the pinion gear 6 has a spherical shape that is recessed in a direction away from the pinion gear 6, and is aligned with the contact surface 6a of the pinion gear 6. ing.

ピニオンギア6の内径側(歯部62よりも軸Y側)には、回転軸X側(当接面6aから離れる方向)に延出した延出部6bが設けられており、ピニオンギア6のピニオンシャフト5で支持された部分の軸方向の長さL1を確保している。
ここで、延出部6bの軸Yの軸方向における延出長さL3は、延出部6bが、歯部62の内径側の下面62aよりも回転軸X側に位置する長さであって、ピニオンギア6のピニオンシャフト5で支持された部分の軸方向の長さL1の、軸Y方向における中心点C1と、ピニオンギア6とサイドギア7の噛み合い歯面の長手方向の長さL2の中心点C2とが、軸Yの軸方向で一致する長さとされている。
On the inner diameter side of the pinion gear 6 (on the axis Y side relative to the tooth portion 62), an extending portion 6b extending toward the rotating shaft X (in the direction away from the contact surface 6a) is provided. The axial length L1 of the portion supported by the pinion shaft 5 is secured.
Here, the extension length L3 in the axial direction of the axis Y of the extension portion 6b is a length at which the extension portion 6b is positioned on the rotation axis X side with respect to the lower surface 62a on the inner diameter side of the tooth portion 62. A center point C1 in the axis Y direction of the axial length L1 of the portion of the pinion gear 6 supported by the pinion shaft 5 and the center of the length L2 in the longitudinal direction of the meshing tooth surfaces of the pinion gear 6 and the side gear 7 The point C2 has a length that coincides with the axial direction of the axis Y.

実施の形態のピニオンギア6の内径側は、延出部6bの分だけ、従来のピニオンギア104(図3の(a)参照)の内径側よりも、当接面6aから離れる方向に長くなっている。
なお、図2の(a)、(b)においては、延出部6bの特定を容易にするために、ピニオンギア6とは異なるハッチングを延出部6bに付しているが、ピニオンギア6と延出部6bとは一体に形成されている。
The inner diameter side of the pinion gear 6 according to the embodiment is longer in the direction away from the contact surface 6a than the inner diameter side of the conventional pinion gear 104 (see FIG. 3A) by the extension portion 6b. ing.
In FIGS. 2A and 2B, hatching different from the pinion gear 6 is attached to the extension portion 6 b in order to facilitate the identification of the extension portion 6 b, but the pinion gear 6 And the extending portion 6b are integrally formed.

図2の(a)の場合には、中心点C2は、中心点C1を通り、軸Yに直交する線分IM1上に位置しており、中心点C1と中心点C2とが、軸Yの軸方向で一致している。
デフケース2が回転軸X周りに回転する際に、ピニオンギア6がピニオンシャフト5から受ける押圧力F1と、サイドギア7から受ける反力F2とを相殺して、ピニオンギア6を軸Yに対して傾けようとする回転モーメントの発生を防止するためである。
In the case of FIG. 2A, the center point C2 passes through the center point C1 and is located on the line segment IM1 orthogonal to the axis Y. The center point C1 and the center point C2 are Match in the axial direction.
When the differential case 2 rotates about the rotation axis X, the pressing force F1 received by the pinion gear 6 from the pinion shaft 5 and the reaction force F2 received by the side gear 7 are offset to tilt the pinion gear 6 with respect to the axis Y. This is to prevent the generation of a rotational moment.

次に、本発明の作用を、車両の前進走行時の場合を例に挙げて説明する。
図1に示すように、図示しない自動変速機の変速機構部から回転トルクがファイナルギア8に入力されると、デフケース2は、回転軸X周りに図中矢印で示す方向に回転する。
そうすると、デフケース2と一体に回転するピニオンシャフト5から、ピニオンギア6にトルクが伝達されて、ピニオンギア6は回転軸X周りに公転する。
さらに、このピニオンギア6に伝達されたトルクは、ピニオンギア6が噛合するサイドギア7に伝達されて、サイドギア7は、アスクルシャフト9と共に回転軸X周りに自転する。
Next, the operation of the present invention will be described by taking the case of forward traveling of the vehicle as an example.
As shown in FIG. 1, when rotational torque is input to the final gear 8 from a transmission mechanism portion of an automatic transmission (not shown), the differential case 2 rotates around the rotation axis X in the direction indicated by the arrow in the figure.
Then, torque is transmitted from the pinion shaft 5 rotating integrally with the differential case 2 to the pinion gear 6, and the pinion gear 6 revolves around the rotation axis X.
Further, the torque transmitted to the pinion gear 6 is transmitted to the side gear 7 with which the pinion gear 6 meshes, and the side gear 7 rotates around the rotation axis X together with the axle shaft 9.

ここで、ピニオンギア6がピニオンシャフト5との接合部からトルクを伝達される際に受ける力(押圧力)の大きさと向きは、軸Yを基準に表すと、ピニオンギア6のピニオンシャフト5で支持された部分の軸方向長さL1の中心点C1を通るベクトルF1で表すことができる(図2の(b)、(c)参照)。
なお、図2の(a)では、ベクトルF1は、紙面の奥側に向けて延びている。
Here, the magnitude and direction of the force (pressing force) that the pinion gear 6 receives when torque is transmitted from the joint with the pinion shaft 5 can be expressed by the pinion shaft 5 of the pinion gear 6 in terms of the axis Y. It can be represented by a vector F1 passing through the center point C1 of the axial length L1 of the supported part (see (b) and (c) of FIG. 2).
In FIG. 2A, the vector F1 extends toward the back side of the page.

また、ピニオンギア6がサイドギア7にトルクを伝達する際に、サイドギア7との噛合面から受ける力(反力)の大きさと向きは、軸Yを基準に表すと、ピニオンギア6とサイドギア7の噛み合い歯面の長手方向の長さL2の中心点C2を通るベクトルF2で表すことができる(図2の(b)、(c)参照)。
なお、図2の(a)では、ベクトルF2は、紙面の手前側に向けて延びている。
In addition, when the pinion gear 6 transmits torque to the side gear 7, the magnitude and direction of the force (reaction force) received from the meshing surface with the side gear 7 are expressed with respect to the axis Y, and the pinion gear 6 and the side gear 7 It can be represented by a vector F2 passing through the center point C2 of the length L2 in the longitudinal direction of the meshing tooth surface (see (b) and (c) of FIG. 2).
In FIG. 2A, the vector F2 extends toward the front side of the page.

実施の形態では、ピニオンギア6のピニオンシャフト5で支持された部分の軸方向長さL1の中心点C1と、ピニオンギア6とサイドギア7の噛み合い歯面の長手方向の長さL2の中心点C2とが、軸Yの軸方向で一致するように、延出部6bの延出長さL3(ピニオンギア6のピニオンシャフト5で支持された部分の軸方向長さL1)が設定されている(図2の(a)参照)。   In the embodiment, the center point C1 of the axial length L1 of the portion of the pinion gear 6 supported by the pinion shaft 5 and the center point C2 of the length L2 in the longitudinal direction of the meshing tooth surfaces of the pinion gear 6 and the side gear 7 are described. And the extension length L3 of the extension portion 6b (the axial length L1 of the portion supported by the pinion shaft 5 of the pinion gear 6) is set so that these are matched in the axial direction of the axis Y ( (See (a) of FIG. 2).

そのため、図2の(b)に示すように、押圧力F1と反力F2は、軸Yの長手方向における同じ位置から互いに反対方向に延びるベクトルF1、F2で表すことができ、押圧力F1と反力F2はそれぞれ同じ大きさであるので、ピニオンギア6が受ける押圧力F1と反力F2とが相殺されることになり、ピニオンギア6を軸Yに対して傾けようとするモーメントが発生しない。   Therefore, as shown in FIG. 2B, the pressing force F1 and the reaction force F2 can be expressed by vectors F1 and F2 extending in the opposite directions from the same position in the longitudinal direction of the axis Y. Since the reaction forces F2 have the same magnitude, the pressing force F1 and the reaction force F2 received by the pinion gear 6 cancel each other, and no moment is generated to tilt the pinion gear 6 with respect to the axis Y. .

この状態で、左右のアスクルシャフト9、9の差動回転が生じて、ピニオンギア6が軸Y周りに自転する際や、デフケース2の回転軸X周りに回転する際に作用するスラスト力で、ピニオンギア6の当接面6aがデフケース2の当接部21に押し当てられても、ピニオンギア6が軸Yに対して傾かないので、デフケース2の当接部21がピニオンギア6の当接面6aから受ける面圧の分布が軸Y周りの周方向で不均一となる状態、すなわち局部面圧となることが好適に防止される。   In this state, the differential rotation of the left and right axle shafts 9 and 9 occurs, and the thrust force acting when the pinion gear 6 rotates around the axis Y or when rotating around the rotation axis X of the differential case 2 is Even if the contact surface 6 a of the pinion gear 6 is pressed against the contact portion 21 of the differential case 2, the pinion gear 6 does not tilt with respect to the axis Y, so that the contact portion 21 of the differential case 2 contacts the pinion gear 6. It is suitably prevented that the distribution of the surface pressure received from the surface 6a becomes nonuniform in the circumferential direction around the axis Y, that is, the local surface pressure.

ここで、実施の形態におけるピニオンシャフト5が、発明におけるシャフトに相当し、実施の形態における当接面6aが、発明における外側面に相当する。   Here, the pinion shaft 5 in the embodiment corresponds to the shaft in the invention, and the contact surface 6a in the embodiment corresponds to the outer surface in the invention.

以上の通り、実施の形態では、内周面が球面状であるデフケース2と、デフケース2内に装着されたピニオンシャフト5と、ピニオンシャフト5で回転可能に軸支され、当接面6aが球面状に形成されたピニオンギア6と、デフケース2内でピニオンギア6に噛み合うサイドギア7と、を備え、ピニオンシャフト5と互いの軸心を一致させて組み付けられたピニオンギア6が、ピニオンシャフト5の軸方向で、デフケース2の当接部21との対向面である当接面6aを、当接部21の内周面21aに摺動可能に接合させた差動装置1において、ピニオンギア6を軸Yの軸方向に延在させて延出部6bを形成し、ピニオンギア6のピニオンシャフト5で支持された部分の軸方向の長さL1の中心点C1と、ピニオンギア6とサイドギア7の歯部62、72の噛み合い歯面の長手方向の長さL2における中心点C2とを、軸Yの軸方向において一致させた構成とした。
このように構成すると、ピニオンギア6がピニオンシャフト5から受ける押圧力F1の入力位置と、ピニオンギア6がサイドギア7との噛み合い歯面から受ける反力F2の入力位置とが、軸Yの軸方向で一致しており、押圧力F1と反力F2とが相殺される位置関係にあるので、ピニオンギア6を傾けようとする力が生じない。
よって、ピニオンギア6の当接面6aが、デフケース2の当接部21の内周面21aに、軸Y周りの全周に亘って略均等な力で押しつけられるので、デフケース2における当接部21の内周面21aに作用する局部面圧を緩和、または局部面を生じないようにすることができる。
これにより、アスクルシャフト9の差動回転によりピニオンギア6が軸Y周りに回転し、ピニオンギア6の当接面6aが、回転によるスラスト力でデフケース2の当接部21に向けて押しつられた際に、局部面圧に起因する当接部21の焼き付き、かじり、そして異常摩耗などを、好適に防止できるようになる。
また、デフケース2側の球面状の受け部である当接部21が受けるフリクションが軽減されると共に、デフケースの摩耗劣化を抑えることができる。
As described above, in the embodiment, the differential case 2 whose inner peripheral surface is spherical, the pinion shaft 5 mounted in the differential case 2, and the pinion shaft 5 are pivotally supported so that the contact surface 6a is a spherical surface. A pinion gear 6 formed in the shape of a pinion gear 6 and a side gear 7 meshing with the pinion gear 6 in the differential case 2, and the pinion gear 6 assembled with the pinion shaft 5 and the shaft centers of the pinion shaft 5 being aligned. In the differential device 1 in which the contact surface 6a which is the surface facing the contact portion 21 of the differential case 2 is slidably joined to the inner peripheral surface 21a of the contact portion 21 in the axial direction, the pinion gear 6 is An extension portion 6 b is formed by extending in the axial direction of the axis Y, and the center point C 1 of the axial length L 1 of the portion supported by the pinion shaft 5 of the pinion gear 6, and the pinion gear 6 and the side gear 7. Tooth A center point C2 in the longitudinal direction length L2 of the tooth surface meshing 2,72, and a structure in which matched in the axial direction of the shaft Y.
With this configuration, the input position of the pressing force F1 that the pinion gear 6 receives from the pinion shaft 5 and the input position of the reaction force F2 that the pinion gear 6 receives from the meshing tooth surface with the side gear 7 are in the axial direction of the axis Y. Since there is a positional relationship in which the pressing force F1 and the reaction force F2 cancel each other, no force to tilt the pinion gear 6 is generated.
Therefore, the contact surface 6a of the pinion gear 6 is pressed against the inner peripheral surface 21a of the contact portion 21 of the differential case 2 with a substantially uniform force over the entire circumference around the axis Y. The local surface pressure acting on the inner peripheral surface 21a of the 21 can be relieved, or the local surface can be prevented from being generated.
As a result, the differential rotation of the axle shaft 9 causes the pinion gear 6 to rotate around the axis Y, and the contact surface 6a of the pinion gear 6 is pushed toward the contact portion 21 of the differential case 2 by the thrust force caused by the rotation. At this time, seizure, galling, abnormal wear, and the like of the contact portion 21 due to the local surface pressure can be suitably prevented.
Further, the friction received by the contact portion 21 which is a spherical receiving portion on the differential case 2 side is reduced, and wear deterioration of the differential case can be suppressed.

さらにピニオンギア6では、歯部62の形成されていない内径側のピニオンギア6のピニオンシャフト5で支持された部分である内径側が、軸Y周りの全周に亘って、軸Yの軸方向でデフケース2の当接部21とは反対側に延在されている構成とした。
これにより、デフケース2の大きさが、ピニオンシャフト5の軸方向(軸Yの方向)に拡大することを好適に防止できる。
Further, in the pinion gear 6, the inner diameter side, which is the portion supported by the pinion shaft 5 of the inner diameter side pinion gear 6 where the tooth portion 62 is not formed, extends in the axial direction of the axis Y over the entire circumference around the axis Y. It was set as the structure extended on the opposite side to the contact part 21 of the differential case 2. As shown in FIG.
Thereby, it can prevent suitably that the magnitude | size of the differential case 2 expands to the axial direction (direction of the axis | shaft Y) of the pinion shaft 5. FIG.

特に、延出部6bは、ピニオンギア6と一体に形成されているので、延出部6bを設けるために製作コストが増大することがない。   In particular, since the extending portion 6b is formed integrally with the pinion gear 6, the manufacturing cost does not increase because the extending portion 6b is provided.

前記した実施の形態では、ピニオンギア6のピニオンシャフト5で支持された部分の軸方向の長さL1の中心点C1と、ピニオンギア6とサイドギア7の歯部62、72の噛み合い歯面の長手方向の長さL2における中心点C2とを、軸Yの軸方向において一致させるために、ピニオンギア6のピニオンシャフト5で支持された部分である内径側を、デフケース2の当接部21とは反対側に延在させて延出部6bを形成した場合を例に挙げて説明をした。
本発明は、この態様に限定されるものではなく、例えば図3の(a)においてピニオンギア104とサイドギア105の歯部の噛み合い歯面の長手方向の長さを延ばして、ピニオンギア104とサイドギア105の歯部の噛み合い歯面の長手方向の長さL2における中心点C2が、中心点C1と一致するようにしても良い。
このように、前記実施の形態のように中心点C1の位置を、軸Yの軸方向で中心点C2側に移動させる場合だけではなく、中心点C2の位置を中心点C1側に移動させることで、中心点C1と中心点C2の位置を軸Yの軸方向において一致させることによっても、前記した実施の形態の場合と同様の作用、効果が奏されることになる。
In the above-described embodiment, the center point C1 of the axial length L1 of the portion of the pinion gear 6 supported by the pinion shaft 5 and the length of the meshing tooth surfaces of the tooth portions 62 and 72 of the pinion gear 6 and the side gear 7 are as follows. In order to match the center point C2 in the length L2 in the direction in the axial direction of the axis Y, the inner diameter side that is the portion supported by the pinion shaft 5 of the pinion gear 6 is referred to as the contact portion 21 of the differential case 2 The case where the extending portion 6b is formed by extending to the opposite side has been described as an example.
The present invention is not limited to this mode. For example, in FIG. 3A, the longitudinal length of the meshing tooth surfaces of the teeth of the pinion gear 104 and the side gear 105 is extended so that the pinion gear 104 and the side gear are extended. The center point C2 in the longitudinal length L2 of the meshing tooth surfaces of the 105 tooth portions may coincide with the center point C1.
Thus, not only when the position of the center point C1 is moved to the center point C2 side in the axial direction of the axis Y as in the above embodiment, but also the position of the center point C2 is moved to the center point C1 side. Thus, by making the positions of the center point C1 and the center point C2 coincide with each other in the axial direction of the axis Y, the same operation and effect as in the case of the above-described embodiment can be obtained.

1 差動装置
2 デフケース
21 当接部
21a 内周面
22 軸部
3 デフハウジング
4 ベアリング
5 ピニオンシャフト
6 ピニオンギア
6a 当接面
61 貫通孔
62 歯部
7 サイドギア
71 貫通孔
72 歯部
8 ファイナルギア
9 アスクルシャフト
10 ワッシャ
C1 中心点
C2 中心点
F1 押圧力
F2 反力
S 内部空間
X 回転軸
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Differential device 2 Differential case 21 Contact part 21a Inner peripheral surface 22 Shaft part 3 Differential housing 4 Bearing 5 Pinion shaft 6 Pinion gear 6a Contact surface 61 Through-hole 62 Tooth part 7 Side gear 71 Through-hole 72 Tooth part 8 Final gear 9 ASKUL shaft 10 washer C1 center point C2 center point F1 pressing force F2 reaction force S internal space X rotation axis

Claims (1)

デフケースと、
同デフケース内に装着されたシャフトと、
同シャフトに回転可能に軸支され、自身の外側面が球面状に形成されたピニオンギアと、
同ピニオンギアに噛み合うサイドギアと、を備え
前記ピニオンギアと前記サイドギアが、それぞれベベルギアである差動装置において、
前記ピニオンギアにおける前記シャフトで支持された部分を、前記外側面とは反対側に延在させて、前記ピニオンギアの前記シャフトで支持された部分の前記軸方向の長さの中心点と、前記ピニオンギアとサイドギアの噛み合い歯面の長手方向の長さの中心点とを、前記軸方向において一致させたことを特徴とする差動装置におけるデフケースの面圧緩和構造。
Differential case,
A shaft mounted in the differential case;
A pinion gear that is rotatably supported by the shaft and has a spherical outer surface;
A side gear meshing with the pinion gear ,
In the differential device in which the pinion gear and the side gear are bevel gears, respectively .
A portion of the pinion gear supported by the shaft extends to the opposite side of the outer surface, and a center point of the axial length of the portion of the pinion gear supported by the shaft; and A differential pressure reducing structure for a differential case in a differential gear , wherein a center point of a longitudinal length of a meshing tooth surface of a pinion gear and a side gear is matched in the axial direction .
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