JP6621298B2 - 差動装置 - Google Patents
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Description
且つZ1/Z2>2を満たしている。
[1]ピニオンP即ち差動ギヤに対するサイドギヤS即ち出力ギヤの歯数比率Z1/Z2を従来既存の差動装置の歯数比率よりも増大させる。(これにより、ギヤのモジュール(従って歯厚)が減少してギヤ強度が低下する一方で、サイドギヤSのピッチ円直径が増大してギヤ噛合部での伝達荷重が低減しギヤ強度が増大するが、全体としては後述する如くギヤ強度は低下する。)
[2]ピニオンPのピッチ円錐距離PCDを従来既存の差動装置のピッチ円錐距離よりも増やす。(これにより、ギヤのモジュールが増加してギヤ強度が増大すると共に、サイドギヤSのピッチ円直径が増大してギヤ噛合部での伝達荷重が低減しギヤ強度が増大するため、全体としては後述する如くギヤ強度は大幅に増大する。)
従って、上記[1]によるギヤ強度低下の量と、上記[2]によるギヤ強度増大の量とが等しくなるか、或いは上記[1]によるギヤ強度低下の量よりも、上記[2]によるギヤ強度増大の量の方が上回るように、歯数比率Z1/Z2及びピッチ円錐距離PCDを設定することにより、全体としてギヤ強度を従来既存の差動装置と比べて同等もしくは増大させることができる。
[1]について
サイドギヤSのモジュールをM、ピッチ円直径をPD1 、ピッチ角をθ1 、ピッチ円錐距離をPCD、ギヤ噛合部での伝達荷重をF、伝達トルクをTとした場合に、ベベルギヤの一般的な公式より、
M=PD1 /Z1
PD1 =2PCD・ sinθ1
θ1 = tan-1(Z1/Z2)
これら式から、ギヤのモジュールは、
M=2PCD・ sin{ tan-1(Z1/Z2)}/Z1 ・・・(1)
となり、
また基準差動装置D′のモジュールは、2PCD・ sin{ tan-1(7/5)}/14
となる。
そして、トルク伝達距離PD1 /2による伝達荷重Fは、F=2T/PD1 である。従って、基準差動装置D′のサイドギヤSにおいて、トルクTを一定とすれば、伝達荷重Fとピッチ円直径PD1 とが反比例の関係となる。また伝達荷重Fの変化率は、ギヤ強度の変化率とも反比例の関係にあることから、ギヤ強度の変化率は、ピッチ円直径PD1 の変化率と等しくなる。
[2]について
ピニオンPのピッチ円錐距離PCDを基準差動装置D′のピッチ円錐距離よりも増やすと、変更前のPCDをPCD1、変更後のPCDをPCD2とした場合には、PCDの変更前後のモジュール変化率は、上記したベベルギヤの一般的な公式より、歯数を一定とすれば、(PCD2/PCD1)となる。
モジュール増大によるギヤ強度変化率=(PCD2/PCD1)2 ・・・(7)
この(7)式は、図9のL4で示され、これにより、ピッチ円錐距離PCDが増えるにつれてモジュール増加によりギヤ強度が増加することが判る。
伝達荷重低減によるギヤ強度変化率=PCD2/PCD1 ・・・(8)
この(8)式は、図9のL5で示され、これにより、ピッチ円錐距離PCDが増えるにつれて伝達荷重低減によりギヤ強度が高まることが判る。
この(9)式は、図9のL6で示され、これにより、ピッチ円錐距離PCDが増えるにつれてギヤ強度が大幅に高められることが判る。
d2/PCD≦0.45を満たせばよい。この場合、基準差動装置D′のピッチ円錐距離PCD1に対して、増減変更後のPCDをPCD2とすれば、
d2/PCD2≦0.45/(PCD2/PCD1)・・・(11)
を満たせばよいということになる。そして、この(11)式を、上記した(10)式に適用すれば、d2/PCDと、歯数比率Z1/Z2との関係が、次の(12)式のように変換可能である。
DC・・・・デフケース(入力部材)
DCo・・・デフケース(入力部材)の外周端部
DCoe・・外周端部の径方向外端面
d2・・・・ピニオンシャフトの直径、支軸の直径(差動ギヤ支持部の直径)
P・・・・・ピニオン(差動ギヤ)
PCD・・・ピッチ円錐距離
PS・・・・ピニオンシャフト(差動ギヤ支持部)
PS′・・・支軸(差動ギヤ支持部)
S・・・・・サイドギヤ(出力ギヤ)
w・・・・・溶接
15・・・・段部
16・・・・凹部
22・・・・遊星ギヤ
23・・・・キャリア
23a・・・アーム部
23af・・突部(軸方向端部)
Claims (10)
- 駆動力が入力される遊星ギヤ(22)を支持するキャリア(23)と結合可能な入力部材(DC)と、
前記入力部材(DC)に支持されて前記入力部材(DC)に対し自転可能であると共に前記入力部材(DC)の回転中心回りに公転可能な差動ギヤ(P)と、
前記差動ギヤ(P)に噛合する一対の出力ギヤ(S)とを備え、
前記入力部材(DC)は、前記キャリア(23)に結合されるキャリア(23)側側面が前記遊星ギヤ(22)に対する摺動支持面となっていると共に、その入力部材(DC)の外周端部(DCo)のキャリア(23)側側面に、前記キャリア(23)とは反対側に窪み且つ該窪みが前記外周端部(DCo)の径方向外端面(DCoe)まで延びていて前記キャリア(23)と当接可能である段部(15)を有し、
前記段部(15)と前記キャリア(23)とは溶接(w)結合されることを特徴とする、差動装置。 - 駆動力が入力される遊星ギヤ(22)を支持するキャリア(23)と結合可能な入力部材(DC)と、
前記入力部材(DC)に支持されて前記入力部材(DC)に対し自転可能であると共に前記入力部材(DC)の回転中心回りに公転可能な差動ギヤ(P)と、
前記差動ギヤ(P)に噛合する一対の出力ギヤ(S)とを備え、
前記入力部材(DC)は、その入力部材(DC)の外周端部(DCo)の前記キャリア(23)側側面に、前記キャリア(23)とは反対側に窪み且つ該窪みが前記外周端部(DCo)の径方向外端面(DCoe)まで延びていて前記キャリア(23)と当接可能である段部(15)を有し、
前記段部(15)と前記キャリア(23)とは溶接(w)結合され、
前記入力部材(DC)は、前記段部(15)の径方向内方側で隣接した、前記段部(15)よりも深い凹部(16)を有し、
前記キャリア(23)は、該キャリア(23)の周方向に並ぶ複数の前記遊星ギヤ(22)の相互間にアーム部(23a)を有し、
前記凹部(16)は、少なくとも前記アーム部(23a)の周方向での一方端よりも周方向外方側に延びていることを特徴とする、請差動装置。 - 前記凹部(16)は、周方向に互いに間隔をおいて複数配設されることを特徴とする、請求項2に記載の差動装置。
- 前記段部(15)と前記キャリア(23)との溶接部(wa)が前記入力部材(DC)の外周端部(DCo)に含まれることを特徴とする、請求項1〜3の何れか1項に記載の差動装置。
- 前記段部(15)は、前記遊星ギヤ(22)の回転軸線と直交する投影面で見て、前記遊星ギヤ(22)と重ならない位置に形成されることを特徴とする、請求項1〜4の何れか1項に記載の差動装置。
- 前記段部(15)は、周方向に互いに間隔をおいて複数配設されることを特徴とする、請求項1〜5の何れか1項に記載の差動装置。
- 前記入力部材(DC)は、前記段部(15)の径方向内方側で隣接した、前記段部(15)よりも深い凹部(16)を有し、
前記凹部(16)は、鍛造型で成形されることを特徴とする、請求項1〜6の何れか1項に記載の差動装置。 - Z1/Z2≧4を満たすことを特徴とする、請求項8に記載の差動装置。
- Z1/Z2≧5.8を満たすことを特徴とする、請求項8に記載の差動装置。
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