JP6975671B2 - 差動装置 - Google Patents

Description

本発明は、動力を分配する差動装置に関する。

従来より、車両の動力を左右の車輪に分配する差動装置が知られている（例えば特許文献１参照）。特許文献１記載の装置は、車両の動力が伝達されて回転するデフケースと、デフケースの内部に収容されて互いに噛み合う一対のサイドギヤおよび一対のピニオンギヤと、ピニオンギヤに固定して設けられる一対のピニオンシャフトと、を備える。この装置の組立時には、デフケース内にピニオンギヤとサイドギヤとを組み入れ、デフケースの外側からピニオンシャフトを挿入し、ピニオンシャフトをピニオンギヤに固定するようになっている。

特開平９−１８４５６１号公報

しかしながら、上記特許文献１記載の装置では、一対のピニオンギヤにそれぞれ固定して設けられる一対のピニオンシャフトを備えるため、組立工程が複雑になるという問題がある。

本発明の一態様は、動力を分配する差動装置であり、動力が伝達されて第１軸線を中心に回転するデフケースと、デフケースの内部に収容されて互いに噛み合う一対のサイドギヤおよび一対のピニオンギヤと、を備え、サイドギヤは、第１軸線を中心に回転し、ピニオンギヤは、第１軸線に直交する第２軸線を中心に回転し、デフケースの内壁は、ピニオンギヤの第２軸線を中心とした外周部を摺動自在に支持する段差部を有し、サイドギヤに取り付けられるクリップをさらに備え、クリップによってピニオンギヤの第２軸方向についての変位が規制される。

本発明によれば、ピニオンギヤは、その外周部をデフケースの段差部に摺接させることで、デフケースの所定位置で回動する。よって差動装置は、ピニオンシャフトが廃止され、組立工程の簡易化が図れる。

本発明の実施形態に係る差動装置を示す断面図。 図１の一部を拡大した断面図。 図２のデフケースの内壁の正面図。 差動装置において潤滑が行われる動作を示す断面図。

以下、図１〜図４を参照して本発明の一実施形態について説明する。本発明の実施形態に係る差動装置１００は、車両に搭載され、モータまたはエンジンなどの動力源の動力を左右の車輪に伝達する動力伝達経路に設けられる。

図１は、本発明の実施形態に係る差動装置１００を示す断面図である。なお、以下では、便宜上、図示のように左右方向を定義し、これに従い各部の構成を説明する。差動装置１００は、デフケース３０、一対のピニオンギヤ２０、および一対のサイドギヤ１０を備える。デフケース３０は、その外周部に動力を伝達するリングギヤ（図示せず）が結合され、軸線ＣＬ１を中心に回転する。一対のピニオンギヤ２０は、デフケース３０の内部に、軸線ＣＬ１に直交する軸線ＣＬ２を中心に回転自在に収容される。左右のサイドギヤ１０は、一対のピニオンギヤ２０に噛み合い、デフケース３０の内部に軸線ＣＬ１を中心に回転自在に収容される。一対のピニオンギヤ２０の軸線ＣＬ１を中心とした内周部には、左右の出力軸１，２がそれぞれ結合される。

デフケース３０は、中空の収容部３１と、収容部３１の外周部から円盤状に延在するフランジ部３５と、収容部３１の両端から筒状に延在する左右のジャーナル部３３，３４と、を有する。デフケース３０は、収容部３１に一対の窓（図示せず）が開口し、この窓から収容部３１の内部にピニオンギヤ２０およびサイドギヤ１０が挿入されて互いに組付けられる。フランジ部３５の外周端には、動力を伝達するリングギヤが結合される。左右のジャーナル部３３，３４は、差動装置１００が収容されるケース（図示せず）にそれぞれ軸受３，４を介して回転自在に支持される。

サイドギヤ１０は、中空の軸部１１と、ギヤ部１２と、デフケース３０の内壁４０に対峙する背面部１３と、を有する。軸部１１の内周には、左右の出力軸１，２がそれぞれ結合される。軸部１１の一端側（開口端側）の外周には、後述するようにクリップ２９が着脱自在に嵌められる溝１４が形成される。

ピニオンギヤ２０は、ギヤ部２２と、デフケース３０の内壁４０に対峙する球面状の背面部２３と、サイドギヤ１０の軸部１１およびクリップ２９に対峙する端面２５と、を有する。

ギヤ部２２は、軸線ＣＬ２を中心とする円筒面に沿って延在する外周部２４を有する。外周部２４は、ギヤ部２２の先端２２ａによって形成される。ギヤ部２２の先端２２ａは、軸線ＣＬ２を中心とする周方向に一定の間隔をもって並んでいる。

デフケース３０の内壁４０は、サイドギヤ１０の背面部１３に対峙する球面状の側壁部４１と、ピニオンギヤ２０の外周部２４に対峙する、軸線ＣＬ２を中心とした円錐台面（円錐台の周面）状の段差部４２と、ピニオンギヤ２０の背面部２３に対峙する球面状の端壁部４３と、を有する。なお、段差部４２の形状は、円錐台面状に限らず、軸線ＣＬ２を中心とした円筒面状としてもよい。

差動装置１００の組み立ては、以下の順に行われる。
(i)まず、左右のサイドギヤ１０をデフケース３０内にそれぞれ配置する。
(ii)続いて、各ピニオンギヤ２０をデフケース３０内にそれぞれ配置する。このとき各ピニオンギヤ２０を左右のサイドギヤ１０に噛み合わせて回動させて、各ピニオンギヤ２０の外周部２４をデフケース３０の段差部４２にそれぞれ篏合させる。
(iii)続いて、２つのクリップ２９を左右のサイドギヤ１０の溝１４にそれぞれ嵌める。

こうして差動装置１００の組み立てが行われる。デフケース３０内に組付けられたピニオンギヤ２０は、端面２５がクリップ２９に当接することによって軸線ＣＬ２方向の変位が規制される。これによりピニオンギヤ２０は、外周部２４がデフケース３０の段差部４２に篏合してデフケース３０の所定位置に支持される状態が維持される。また差動装置１００の作動時に、遠心力を受けるピニオンギヤ２０は、クリップ２９から離れて、クリップ２９に摺接しない。

差動装置１００の作動時には、動力源からの動力がデフケース３０に入力されると、デフケース３０が軸線ＣＬ１を中心に回転する。これによりデフケース３０に支持された一対のピニオンギヤ２０が軸線ＣＬ１を中心に回動（公転）することで、ピニオンギヤ２０に噛み合う左右のサイドギヤ１０が左右の出力軸１，２と共に軸線ＣＬ１を中心に回転する。こうしてデフケース３０に入力される動力は、左右のサイドギヤ１０に結合された左右の出力軸１，２に分配して出力される。左右の出力軸１，２に回転速度差が生じる場合には、各ピニオンギヤ２０が軸線ＣＬ２を中心に互いに逆方向に回転（自転）することで、左右のサイドギヤ１０が軸線ＣＬ１を中心に相対回転する。

差動装置１００の作動時に、遠心力を受けるピニオンギヤ２０は、背面部２３がデフケース３０の端壁部４３に摺接することによって軸線ＣＬ２方向について所定位置に支持される。そしてピニオンギヤ２０は、外周部２４がデフケース３０の段差部４２に摺接することによって軸線ＣＬ２を中心として回転するように支持される。こうしてピニオンギヤ２０は、従来のピニオンシャフトを用いることなく、デフケース３０の所定位置にて回転自在に支持され、サイドギヤ１０と円滑に噛み合う。

以下、差動装置１００に設けられる潤滑構造について説明する。

図２は、一方のピニオンギヤ２０およびその周辺部を示す断面図である。図３は、デフケース３０の内壁４０の正面図（図２の矢視III図）である。端壁部４３には、デフケース３０の外部に連通する孔４５と、孔４５の周りに設けられた複数本（４本）の溝４４と、が形成される。

図２に示すように、孔４５は、軸線ＣＬ２上に配置され、デフケース３０の収容部３１を貫通する。孔４５の一端４５ａは、端壁部４３の中央に開口する。孔４５の他端４５ｂは、デフケース３０の外壁に開口し、差動装置１００が収容されるケース（図示せず）内に連通する。

図３に示すように、４本の溝４４は、軸線ＣＬ２を中心とする放射状に延在する。溝４４の一端は、孔４５に連通する。なお溝４４の本数、形状、および配置は、これに限らず、任意に設定される。

図４は、差動装置１００を循環するオイルの流れを矢印で示す断面図である。差動装置１００の作動時に、ケース（図示せず）内のオイルは、出力軸１，２の周りの間隙を通じてデフケース３０内に流入する。デフケース３０内に流入したオイルは、遠心力を受けてデフケース３０の側壁部４１、段差部４２、端壁部４３に沿って順に流れた後に、孔４５からデフケース３０の外部へと排出される。端壁部４３ではオイルが溝４４を通じて孔４５に導かれることにより、デフケース３０内を循環するオイル量が増える。

ピニオンギヤ２０の外周部２４とデフケース３０の段差部４２との摺接部は、上記オイルが流れる経路に配置されるため、この経路を流れるオイルによって潤滑および冷却が行われる。

ピニオンギヤ２０の背面部２３とデフケース３０の端壁部４３との摺接部は、同様に上記オイルが流れる経路に配置されるため、この経路を流れるオイルによって潤滑および冷却が行われる。

本実施形態によれば以下のような作用効果を奏することができる。

（１）本実施形態の差動装置１００は、動力が伝達されて軸線ＣＬ１を中心に回転するデフケース３０と、デフケース３０の内部に収容されて互いに噛み合う一対のサイドギヤ１０および一対のピニオンギヤ２０と、を備える。サイドギヤ１０は、軸線ＣＬ１を中心に回転し、ピニオンギヤ２０は、軸線ＣＬ１に直交する軸線ＣＬ２を中心に回転する。デフケース３０の内壁４０は、ピニオンギヤ２０の軸線ＣＬ２を中心とした外周部２４を摺動自在に支持する段差部４２を有する（図１，２）。

これによりピニオンギヤ２０は、その外周部２４がデフケース３０の段差部４２に摺動自在に支持されることで、ピニオンシャフトを用いることなく、デフケース３０の所定位置に配置される。またピニオンギヤ２０の外周部２４とデフケース３０の段差部４２との摺接部は、デフケース３０の内壁４０に沿ってオイルが流れる経路に配置されるため、潤滑が良好に行われる。差動装置１００は、ピニオンシャフトが廃止されることで、部品点数が減り、組立工程の簡易化が図れる。さらにデフケース３０は、ピニオンシャフトを篏合させる大径の孔を持たないため、剛性が高められる。

（２）ピニオンギヤ２０は、外周部２４に囲まれる背面部２３を有する。デフケース３０の内壁４０は、背面部２３を摺動自在に支持する端壁部４３を有する（図１，２）。

これによりピニオンギヤ２０は、その背面部２３がデフケース３０の端壁部４３に摺動自在に支持されることで、軸線ＣＬ２方向についてデフケース３０の所定位置に配置される。またピニオンギヤ２０の背面部２３とデフケース３０の端壁部４３との摺接部は、デフケース３０の内壁４０に沿ってオイルが流れる経路に配置されるため、潤滑が良好に行われる。

（３）差動装置１００は、サイドギヤ１０に取り付けられるクリップ２９を備え、クリップ２９によってピニオンギヤ２０の軸線ＣＬ２方向についての変位が規制される（図１，２）。

これによりピニオンギヤ２０は、クリップ２９に当接することによって軸線ＣＬ２方向について変位が規制され、外周部２４がデフケース３０の段差部４２に篏合して所定位置に支持され、サイドギヤ１０に噛み合う状態が維持される。また差動装置１００の作動時に、遠心力を受けるピニオンギヤ２０がクリップ２９から離れることで、フリクションが抑えられる。

（４）デフケース３０は、一端４５ａがピニオンギヤ２０に対峙して内壁４０（端壁部４３）に開口し、他端４５ｂがデフケース３０の外部に連通する孔４５を有する（図２）。

これによりデフケース３０内のオイルは、遠心力を受けて孔４５内を流れ、デフケース３０の外部に流出する。デフケース３０内では、遠心力を受けて孔４５へと向かうオイルによってピニオンギヤ２０との摺接部が潤滑され、焼き付きなどの発生が防止される。

（５）デフケース３０は、内壁４０（端壁部４３）に設けられ、孔４５に向かって延在する溝４４を有する（図３）。

これによりデフケース３０内では、遠心力を受けて孔４５へと向かうオイルが溝４４内を流れることによって、循環するオイル量が増え、ピニオンギヤ２０との摺接部の潤滑および冷却が促される。

上記実施形態では、ピニオンギヤ２０の外周部２４は、ギヤ部２２の外周に形成される。これに限らず、変形例として、ピニオンギヤ２０の外周部２４は、背面部２３の外周に形成される構成としてもよい。

また、上記実施形態では、段差部４２、端壁部４３は、デフケース３０に一体に形成される。これに限らず、変形例として、段差部４２、端壁部４３は、デフケース３０と別体に形成される構成としてもよい。

差動装置１００は車両を駆動する装置に適用する例を示したが、本発明は車両以外に使用される差動装置にも適用できる。

以上の説明はあくまでも一例であり、本発明の特徴を損なわない限り、上述した実施形態および変形例により本発明が限定されるものではない。上記実施形態と変形例の１つまたは複数を任意に組み合わせることも可能であり、変形例どうしを組み合わせることも可能である。

１０ サイドギヤ、２０ ピニオンギヤ、２３ 背面部、２４ 外周部、２９ クリップ、３０ デフケース、４０ 内壁、４２ 段差部、４３ 端壁部、４４ 溝、４５ 孔、４５ａ 孔の一端、４５ｂ 孔の他端、１００ 差動装置

Claims (4)

1. 動力を分配する差動装置であって、
   動力が伝達されて第１軸線を中心に回転するデフケースと、
   前記デフケースの内部に収容されて互いに噛み合う一対のサイドギヤおよび一対のピニオンギヤと、を備え、
   前記サイドギヤは、前記第１軸線を中心に回転し、
   前記ピニオンギヤは、前記第１軸線に直交する第２軸線を中心に回転し、
   前記デフケースの内壁は、前記ピニオンギヤの前記第２軸線を中心とした外周部を摺動自在に支持する段差部を有し、
   前記サイドギヤに取り付けられるクリップをさらに備え、
   前記クリップによって前記ピニオンギヤの前記第２軸方向についての変位が規制されることを特徴とする差動装置。
2. 請求項１に記載の差動装置において、
   前記ピニオンギヤは、前記外周部に囲まれる背面部を有し、
   前記デフケースの内壁は、前記背面部を摺動自在に支持する端壁部を有することを特徴とする差動装置。
3. 請求項１または２に記載の差動装置において、
   前記デフケースは、一端が前記ピニオンギヤに対峙して前記内壁に開口し、他端が前記デフケースの外部に連通する孔を有することを特徴とする差動装置。
4. 請求項３に記載の差動装置において、
   前記デフケースは、前記内壁に設けられ、前記孔に向かって延在する溝を有することを特徴とする差動装置。

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