JPH08114259A - デファレンシャル装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ギヤの歯先摺動部の耐焼付き性を向上したデ
ファレンシャル装置の提供を目的とする。 【構成】 エンジンの駆動力を受けて回転するデフケー
ス１と、デフケース１内に対向配置されケース１と同軸
に回転自在に支持された一対の出力側サイドギヤ３，５
と、サイドギヤ３，５の外周に沿ってデフケース１に複
数組設けられケースの軸に平行に延びる収納穴７，９
と、収納穴７，９に摺動自在に収納され、サイドギヤ
３，５とそれぞれ別に噛合うと共に、互いに噛合うピニ
オンギヤ１１，１３とからなるデファレンシャル装置に
おいて、ピニオンギヤ１１，１３は、設定したギヤ諸元
に対応して定まる標準ギヤの外径よりも外径を小さくし
歯先の円弧歯厚Ｓを拡大したことを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、車両等に用いられるデ
ファレンシャル装置に関し、特にその差動を制限する差
動制限機構に関する。

【０００２】

【従来の技術】差動制限機構を備えた従来のデファレン
シャル装置として、図５，６に示すものが特開昭６３−
７６９３８号公報に開示されている。デフケース５０は
ドライブギヤ５２とリングギヤ５４を介してエンジンに
駆動され回転する。デフケース５０の軸心部にはこれと
同軸に左右のヘリカルサイドギヤ５６，５８が対向配置
され、また、サイドギヤ５６，５８の外周には回転軸に
平行に２対のピニオンギヤ収納穴６０，６２が設けられ
ている。そして、これらの収納穴６０，６２に歯数６枚
のヘリカルピニオンギヤ６４，６６が摺動自在に収納支
持され、各ピニオンギヤ６４，６６の軸方向外側部が左
右のサイドギヤ５６，５８とそれぞれ噛合い、軸方向内
側部同士が互いに噛合っている。これにより、左右のサ
イドギヤ５６，５８が互いに連結されている。またサイ
ドギヤ５６，５８同士の間にはスペーサ６８が配置され
ている。スペーサ６８の外周には弓形凹部がデフケース
５０の収納穴６０，６２に対向して形成されている。

【０００３】こうして、左右のサイドギヤ５６，５８間
に駆動抵抗差が生じると、ピニオンギヤ６４，６６の自
転により駆動力がサイドギヤ５６，５８間に差動分配さ
れる。このときピニオンギヤ６４，６６は噛合い相手ギ
ヤとの噛合い反力により収納穴６０，６２の円筒壁面や
スペーサ６８の弓形凹部に押し付けられ摩擦抵抗が発生
する。同時にヘリカルギヤの噛合いスラスト力により、
各ギヤ５６，５８，６４，６６の端面とデフケース５
０、スペーサ６８との間に摩擦抵抗が発生する。これら
の摩擦抵抗により差動制限力を得ている。

【０００４】またサイドギヤ５６，５８の支持部７２，
７４を遊嵌状態しておくことにより、ピニオンギヤ６
４，６６との噛合い反力によってこれらサイドギヤ５
６，５８の歯先面をデフケース５０の円筒壁面７０に押
し付け摩擦抵抗を発生させ差動制限力をより高めること
も知られている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところが、このような
デファレンシャルにおいて、ヘリカルサイドギヤ５６，
５８とヘリカルピニオンギヤ６４，６６は標準的なギヤ
諸元のヘリカルギヤを用いており、たとえばピニオンギ
ヤ６４，６６は歯数６枚、圧力角２０°、歯丈２．２５
モジュールという一般的な条件のもとで、歯先円弧歯厚
は歯丈に対して２０％前後となる。これらの歯先円弧歯
厚を有するピニオンギヤ６４，６６とデフケース５０の
収納穴６０，６２とを摺動させ差動制限力を得た場合、
摺動部となるピニオンギヤ６４，６６の歯先歯厚が十分
確保されていないために面圧が高くなり、焼付きを生じ
るという問題があった。また面圧を下げるためデフケー
ス５０の収納穴径を拡大しピニオンギヤ６４，６６の歯
数を７枚，８枚にした場合においても、歯数６枚と同条
件下でそれぞれの歯先円弧歯厚は、２２％前後、２４％
前後となるが、同様にピニオンギヤの歯先面とデフケー
スの収納穴との摺動部に焼付きが生じるという問題は解
消されず、装置自体が大型化してしまう。

【０００６】一方、サイドギヤ５６，５８においても、
これらのサイドギヤ５６，５８をデフケース５０の内周
穴７０と摺動させて差動制限力を高めるようなタイプで
は、やはり前述したピニオンギヤと同様にサイドギヤの
歯先面の面圧が高くなり、焼付きを生じるという問題が
あった。

【０００７】本発明は、このような問題点に着目してな
されたものであり、ギヤの歯先摺動部の耐焼付き性を向
上したデファレンシャル装置の提供を目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、請求項１に記載の発明は、エンジンの駆動力を受け
て回転するデフケースと、このデフケース内に対向配置
されケースと同軸に回転自在に支承された一対の出力側
サイドギヤと、該サイドギヤ外周に沿ってデフケースに
複数組設けられケースの軸に平行に延びる収納穴と、該
収納穴に摺動自在に収納され、前記サイドギヤとそれぞ
れ別に噛合うと共に、互いに噛合うピニオンギヤ組とか
らなるデファレンシャル装置において、前記ピニオンギ
ヤは、設定したギヤ諸元に対応して定まる標準ギヤの外
径よりも外径を小さくし歯先の円弧歯厚を拡大したこと
を特徴とする。

【０００９】請求項２に記載の発明は、請求項１記載の
デファレンシャル装置であって、前記サイドギヤは、該
サイドギヤの外周がデフケースに回転自在に支承される
と共に、設定したギヤ諸元に対応して定まる標準ギヤの
外径よりも外径を小さくし歯先の円弧歯厚を拡大したこ
とを特徴とする。

【００１０】請求項３に記載の発明は、請求項１又は２
記載のデファレンシャル装置であって、前記ピニオンギ
ヤの歯数が６枚であるときピニオンギヤの歯先の円弧歯
厚が歯丈の略４０〜６０％、前記ピニオンギヤの歯数が
７枚であるときピニオンギヤの歯先の円弧歯厚が歯丈の
略５５〜９０％に設定されていることを特徴とする。

【００１１】請求項４に記載の発明は、請求項１、２又
は３記載のデファレンシャル装置であって、前記ピニオ
ンギヤ及び／又はサイドギヤは、設定したギヤ諸元によ
り歯切り加工をする前に外径を小さく形成することを特
徴とする。

【００１２】

【作用】請求項１記載の発明によれば、一対のサイドギ
ヤ間に駆動抵抗差が生じると、ピニオンギヤの自転によ
り駆動力がサイドギヤ間に差動分配されると共に、ピニ
オンギヤ、サイドギヤとデフケース間の摺動により生じ
る摩擦力によって差動制限作用が得られる。このとき、
ピニオンギヤの歯先円弧歯厚が拡大され収納穴の壁面と
の摺動部面積が拡大されているのでＰＶ値が低減し、ピ
ニオンギヤの耐焼付き性が向上する。

【００１３】請求項２記載の発明によれば、請求項１記
載の発明による作用に加え、デフケースの支承面と摺動
するサイドギヤの歯先の摩擦力により差動制限力が付加
されると共に、サイドギヤの歯先の円弧歯厚が拡大され
ているのでＰＶ値が低減し、サイドギヤの耐焼付き性が
向上する。

【００１４】請求項３記載の発明によれば、請求項１又
は２記載の発明による作用に加え、ピニオンギヤの歯先
の円弧歯厚を、ピニオンギヤの歯数が６枚のとき歯丈の
略４０〜６０％に、またピニオンギヤの歯数が７枚のと
き歯丈の略５５〜９０％に設定しているので、ピニオン
ギヤの耐焼付き性は最適なものになる。

【００１５】請求項４記載の発明によれば、請求項１、
２又は３記載の発明による作用に加え、ギヤの歯切り加
工をする前に予め素材外径を小さく形成するので、加工
コストを低減できる。

【００１６】

【実施例】本発明の一実施例を図１〜図４により説明す
る。

【００１７】図１，２は車両の駆動車軸に適用された本
実施例のデファレンシャル装置を示し、図３，４は説明
図である。

【００１８】図１に示すように、このデファレンシャル
装置はデフケース１とヘリカルサイドギヤ３，５とヘリ
カルピニオンギヤ１１，１３などからなり、装置全体
が、潤滑オイル溜りを備えた図示しないデフキャリヤ内
に回転自在に配置されてギヤの噛合い部、摺動部等が潤
滑されている。

【００１９】デフケース１は、左端に開口を有し右端に
側壁１ｇを有する中空のケース本体１ａと、これに左右
からそれぞれ固定されたカバー１ｂ及びリング状のプレ
ート１ｃとからなり、動力伝達装置（図示省略）を介し
てエンジンの駆動力を受けて軸まわりに回転する。ケー
ス本体１ａは、その中空部１ｄ，１ｈに、同軸に対向配
置された左右の出力側サイドギヤ３，５を回転自在に支
承している。そしてサイドギヤ３，５の外周（歯先径）
はデフケース１に遊嵌しており、摺動はしない。また、
デフケース１には、中空部１ｄ，１ｈの周囲に円周方向
等間隔に４組のピニオンギヤ収納穴７，９がデフケース
１の軸と平行に設けられている。そして、ケース本体１
ａには、潤滑用の穴１ｅ及び収納穴９とプレート１ｃ間
に形成される開口部１ｆが設けられている。プレート１
ｃは図２に示すボルト２によりデフケース１の側壁１ｇ
に周上４か所で固定されている。

【００２０】中空のサイドギヤ３，５の内径側には図示
しない左右のドライブシャフトがそれぞれ挿入連結さ
れ、エンジンの駆動力は左右のサイドギヤ３，５から左
右のドライブシャフトへ出力される。サイドギヤ３，５
間及びサイドギヤ３，５とデフケース１との間にはワッ
シャ１５がそれぞれ配置されている。

【００２１】ピニオンギヤ１１は左のサイドギヤ３と噛
合うギヤ部１１ａと他のギヤ部１１ｂとこれらをつなぐ
軸部１１ｃとからなり、ケース本体１ａの収納穴７に摺
動回転自在に収納されている。ギヤ部１１ａとカバー１
ｂとの間にはワッシャ１７が配置され、ピニオンギヤ１
１はこのワッシャ１７と収納穴７の底面とによって軸方
向の移動を止められている。

【００２２】ピニオンギヤ１３は、ケース本体１ａの収
納穴９に摺動回転自在に収納され、ギヤ部１３ａが右の
サイドギヤ５と噛合い、他のギヤ部１３ｂが相手ピニオ
ンギヤ１１のギヤ部１１ｂと噛合っている。こうしてサ
イドギヤ３，５同士を連結している。また、ピニオンギ
ヤ１３にはギヤ部１３ｂよりもさらに右方へ延出した延
出ギヤ部１３ｃが設けられ、この部は噛合う相手ギヤが
ないから全周にわたり収納穴９の壁面に支持されてい
る。また、ピニオンギヤ１３は、収納穴９の底面とプレ
ート１ｃとによって軸方向の移動を止められている。

【００２３】そして図３に示すように、ピニオンギヤ１
１，１３の外径は、設定したモジュール、歯数、圧力角
等のギヤ諸元に対応して定まる標準ギヤの外径よりも小
径に形成してある。これにより歯先の円弧歯厚Ｓは、標
準ギヤの外径に対応して定まる標準の円弧歯厚よりも拡
大され、歯先の円弧歯厚Ｓはピニオンギヤ１１，１３の
歯数が６枚のときには歯丈Ｈの略４０〜６０％に、また
歯数が７枚のときには歯丈Ｈの略５５〜９０％の最適値
になるよう設定してある。

【００２４】このように歯先円弧歯厚Ｓを最適値にする
ためピニオンギヤ１１，１３は、歯切り加工前に素材外
径を予め小径に形成してあるが、歯切り加工後に、標準
ギヤの外径状態のものを削り込んで小径に形成してもよ
いことはもちろんである。なお、収納穴７，９はこの小
径に形成した外径（歯先円径）に対応する穴径に形成し
てある。また、ピニオンギヤ１１，１３の歯先部には面
取り（セミトッピング）を施し、潤滑オイル保持のため
面取り部にローレット加工を施しているが、面取りによ
り減少した後の歯先円弧歯厚Ｓが上記数値内に確保され
るようにしてある。こうして、デファレンシャル装置が
構成されている。

【００２５】エンジン駆動力の伝達中、サイドギヤ３，
５間に駆動抵抗差がなければサイドギヤ３，５はケース
と一体に回転するが、駆動抵抗差が生じるとピニオンギ
ヤ１１，１３の自転により駆動力がサイドギヤ３，５間
に差動分配される。差動回転時、ピニオンギヤ１１，１
３は噛合い反力により収納穴７，９の壁面に押し付けら
れて摩擦抵抗が発生する。同時にヘリカルギヤの噛合い
スラスト力により、ワッシャ１７、プレート１ｃ、収納
穴７，９の底面との間に摩擦抵抗が発生し、サイドギヤ
３，５とワッシャ１５との間に摩擦抵抗が発生する。こ
れらの摩擦抵抗により差動制限力が得られる。なお、差
動回転時の延出ギヤ部１３ｃの自転により収納穴９との
間でポンプ作用が生じ、開口部１ｆから潤滑オイルが流
出入する。

【００２６】そしてこのとき、収納穴７，９の壁面と摺
動し合うピニオンギヤ１１，１３の歯先の円弧歯厚Ｓ
は、上述のように大きく設定されているので、摺動部の
ＰＶ値は低減される。図４は、いくつかのＳ／Ｈ比のピ
ニオンギヤを組込んだデファレンシャル装置を用いて摺
動部の耐焼付き性を確認した結果を示す。図示のいずれ
のピニオンギヤの場合も該部に焼付きが発生しないこと
が確認された。

【００２７】こうして、本実施例によれば、ピニオンギ
ヤ１１，１３の外径を小径に形成することにより歯先の
円弧歯厚Ｓを拡大し歯丈Ｈに対する割合を上記の最適値
にしているのでピニオンギヤ１１，１３歯先摺動部のＰ
Ｖ値が低減され、耐焼付き性が向上し最適なものとな
る。

【００２８】また、外径を小径にしているのでピニオン
ギヤ１１，１３は小型になり、ギヤ全体及び歯の曲げ強
度がそれぞれ向上すると共にケース本体１ａを小型化す
ることができる。

【００２９】さらに、ピニオンギヤ１１，１３の素材外
径を歯切り加工前に予め小径に形成してあるので加工コ
ストが低減される。

【００３０】なお、上記実施例では、前述のようにサイ
ドギヤ３，５はデフケース１の中空部１ｄ，１ｈにて支
承されており歯先では摺動しないが、その理由は、ピニ
オンギヤ１１，１３の歯丈Ｈを小さくしたことによるサ
イドギヤ３，５とのギヤ噛合い率の低下を防止するため
と、サイドギヤ３，５を半径方向に若干移動できるよう
にすることにより４組配置されたピニオンギヤ組をデフ
ケース１の収納穴７，９に均等に摺接させるためであ
る。

【００３１】したがって、上記実施例とは異なりサイド
ギヤ３，５がデフケース１の中空部１ｄ，１ｈにて支承
されずにその歯先がデフケース１に支承され摺動する構
造の場合には、サイドギヤ３，５の歯先における摩擦力
により差動制限力が付加される。また、この場合は、サ
イドギヤ３，５の外径を小径にして歯先の円弧歯厚Ｓを
拡大することによりサイドギヤ３，５の歯先におけるＰ
Ｖ値が低減され、耐焼付き性が向上する。

【００３２】なお、この場合は、サイドギヤ３，５の外
径を小径にすることにより、サイドギヤ５の小径部の軸
方向位置に対応する軸部１１ｃをもつピニオンギヤ１１
の強度向上と共にデフケース１の小型化が可能となる。

【００３３】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、請求項
１記載の発明によれば、ピニオンギヤの外径を小さく形
成することにより歯先円弧歯厚が拡大され収納穴の壁面
との摺動部面積が拡大されているのでＰＶ値が低減し、
ピニオンギヤの耐焼付き性が向上する。

【００３４】請求項２記載の発明によれば、請求項１記
載の発明による効果に加え、サイドギヤの歯先円弧歯厚
が拡大されデフケースの支承面との摺動部面積が拡大さ
れているので、サイドギヤの耐焼付き性が向上する。

【００３５】請求項３記載の発明によれば、請求項１又
は２記載の発明による効果に加え、ピニオンギヤの歯先
の円弧歯厚を、ピニオンギヤの歯数が６枚のとき歯丈の
略４０〜６０％に、またピニオンギヤの歯数が７枚のと
き歯丈の略５５〜９０％に最適に設定しているので、ピ
ニオンギヤの耐焼付き性は最適なものになる。

【００３６】請求項４記載の発明によれば、請求項１、
２又は３記載の発明による効果に加え、ピニオンギヤ及
び／又はサイドギヤを歯切り加工する前に予め素材外径
を小さく形成するので、加工コストを低減できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】一実施例のデファレンシャル装置の断面を示す
図である。

【図２】図１のＡ矢視図である。

【図３】一実施例のピニオンギヤの形状寸法を示す図で
ある。

【図４】ピニオンギヤの耐焼付き性の確認結果を示す図
である。

【図５】従来例の断面を示す図である。

【図６】図５のＡ−Ａ断面図である。

【符号の説明】

１ デフケース ３，５ サイドギヤ ７，９ 収納穴 １１，１３ ピニオンギヤ Ｈ 歯丈 Ｓ 歯先の円弧歯厚

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 エンジンの駆動力を受けて回転するデフ
   ケースと、このデフケース内に対向配置されケースと同
   軸に回転自在に支承された一対の出力側サイドギヤと、
   該サイドギヤ外周に沿ってデフケースに複数組設けられ
   ケースの軸に平行に延びる収納穴と、該収納穴に摺動自
   在に収納され、前記サイドギヤとそれぞれ別に噛合うと
   共に、互いに噛合うピニオンギヤ組とからなるデファレ
   ンシャル装置において、 前記ピニオンギヤは、設定したギヤ諸元に対応して定ま
   る標準ギヤの外径よりも外径を小さくし歯先の円弧歯厚
   を拡大したことを特徴とするデファレンシャル装置。
2. 【請求項２】 請求項１記載のデファレンシャル装置で
   あって、 前記サイドギヤは、該サイドギヤの外周がデフケースに
   回転自在に支承されると共に、設定したギヤ諸元に対応
   して定まる標準ギヤの外径よりも外径を小さくし歯先の
   円弧歯厚を拡大したことを特徴とするデファレンシャル
   装置。
3. 【請求項３】 請求項１又は２記載のデファレンシャル
   装置であって、 前記ピニオンギヤの歯数が６枚であるときピニオンギヤ
   の歯先の円弧歯厚が歯丈の略４０〜６０％、前記ピニオ
   ンギヤの歯数が７枚であるときピニオンギヤの歯先の円
   弧歯厚が歯丈の略５５〜９０％に設定されていることを
   特徴とするデファレンシャル装置。
4. 【請求項４】 請求項１、２又は３記載のデファレンシ
   ャル装置であって、 前記ピニオンギヤ及び／又はサイドギヤは、設定したギ
   ヤ諸元により歯切り加工をする前に外径を小さく形成す
   ることを特徴とするデファレンシャル装置。