JPH08178017A - デファレンシャル装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ピニオンギヤの歯先を充分に潤滑し、耐久性
に優れ安定しかつ充分な差動制限機能を得る。 【構成】 エンジンにより回転駆動されるデフケース２
１と、デフケースの内部に支承された出力側サイドギヤ
３７，３９と、サイドギヤ３７，３９を連結するピニオ
ンギヤ６７、６９と、デフケース２１に形成されピニオ
ンギヤ６７、６９を摺動回転自在に収納する収納孔６
３，６５と、ピニオンギヤ６７、６９の歯先に形成され
収納孔６３，６５との摺動部に潤滑油を供給する油溝
と、ピニオンギヤ６７、６９の歯先と歯の側面部との間
に形成され前記油溝に潤滑油を供給する面取り部とを備
えた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、車両のデファレンシ
ャル装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】特開平６−２０７６４５号公報に図５の
ようなデファレンシャル装置２０１が記載されている。

【０００３】各デファレンシャル装置２０１は、デフケ
ース２０５と、ヘリカルギヤで形成されたピニオンギヤ
２０９及びこれらと噛み合って対をなす他のヘリカルギ
ヤで形成されたピニオンギヤからなるピニオンギヤ組
と、ヘリカルギヤで形成された出力側サイドギヤ２１
３，２１５を備えており、デフケース２０５を回転させ
るエンジンの駆動力はピニオンギヤ組からサイドギヤ２
１３、２１５を介して車輪側に伝達される。各ピニオン
ギヤ組はデフケース２０５の収納孔２２１にそれぞれ摺
動回転自在に収納されている。ピニオンギヤ２０９は第
１と第２のギヤ部２２５，２２７とこれらを連結する小
径の軸部２２９とからなる。

【０００４】トルクを伝達している間、各ピニオンギヤ
組はサイドギヤ２１３、２１５との噛み合い反力により
歯先を収納孔２２１の壁面に押し付けられて摩擦抵抗が
生じると共に、ヘリカルギヤの噛み合いスラスト力によ
って、各サイドギヤ２１３、２１５の間、あるいはピニ
オンギヤ組やサイドギヤ２１３、２１５と各デフケース
２０５との間で摩擦抵抗が生じ、これらの摩擦抵抗によ
り差動制限力を得ている。

【０００５】しかし、上記のように収納孔２２１の壁面
に押し付けられるピニオンギヤ組の歯先には大きな摩擦
力が働くから、これらの歯先と収納孔２２１との摺動部
は潤滑が不充分であると、焼け、カジリ、磨耗、異音な
どが生じ、差動制限特性が不安定になる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】デファレンシャル装置
２０１ではピニオンギヤ２０９の歯先摺動部での潤滑油
の流れを阻害せず潤滑性を向上させるために、歯先を極
端に小さくしたチャンファ形状としている。

【０００７】しかしながら、ピニオンギヤ２０９の歯先
を極端に小さくしたチャンファ形状とした場合には、ピ
ニオンギヤ２０９が回転すると、ピニオンギヤ２０９と
収納孔２２１との間での摺動により、ピニオンギヤ２０
９の歯先が小さくなっていることから、歯先の摩耗が著
しくなり、各ギヤの噛み合いが悪くなったり、ピニオン
ギヤと収納孔２２１との間の隙間が大きくなるため駆動
力が掛かる時に異音発生や、円滑な差動回転がてきなく
なる虞れがあった。また、ピニオンギヤ２０９の歯先が
小さくなっている事から充分な差動制限力が得られない
という問題も有していた。

【０００８】そこでピニオンギヤの歯先の大きさを充分
に確保するために歯先をチャンファ形状とせず、歯先端
部に微少の面取りを施す事が考えられ、このような形状
として図６は、ピニオンギヤ２３１の歯先端部に小さな
面取り部２３５を形成したものである。また、図７のよ
うにピニオンギヤ２３７の歯２３９の歯先に油溝を形成
することも考えられる。

【０００９】そこで、本出願人は図６と図７の対策を施
した各デファレンシャル装置（図１に示す全体構造）に
後述のような耐久試験を行い車両搭載の可否を判定し
た。

【００１０】図１０の試料Ｎｏ１とＮｏ２はそれぞれ図
６と図７の各対策の条件と耐焼き付き試験の結果を示し
ている。試料Ｎｏ１のように、図６の従来例はピニオン
ギヤ２３１の歯先に微少の面取りだけを施したものであ
り、面取り角度ａは２５°、面取り幅ｂは０．２１ｍｍ
である。又、試料Ｎｏ２のように、図７の従来例はピニ
オンギヤ２３７の歯先に油溝だけを設けたものであり、
油溝２４１はローレット加工により網目に形成され、そ
の溝幅は０．２１〜０．２５ｍｍであり、歯２３９の回
転方向両側にバリ取りが形成されている。

【００１１】耐焼き付き試験の結果、図６の従来例で
は、図８に示すように、ピニオンギヤ２３１の歯２３３
の軸方向中央部両脇にテンパーカラー部（青焼き法での
青色の皮膜に似た変色部）が発生し、更に、図１０に示
すように、デフケース２４３の収納孔２４５（短いピニ
オンギヤ２３１用）に焼けとカジリが発生した。これ
は、油切れによる潤滑不足が原因と考えられる。

【００１２】又、図７の従来例では、図８に示すよう
に、ピニオンギヤ２３７の歯２３９の軸方向中央部にテ
ンパーカラー部が発生し、更に溝２４１の軸方向中央部
に磨耗が発生した。又、図１０に示すように、デフケー
ス２４７の収納孔２４９（短いピニオンギヤ２３７用）
に焼けとカジリが発生した。これは、歯の両側の端部が
他方のピニオンギヤ又はサイドギヤとの噛み合い時に潰
れて歯先外周方向にダレが発生することにより歯先油溝
を塞いで油切れが発生したことによる潤滑不足が原因と
考えられる。

【００１３】これに加えて、短いピニオンギヤ２３１、
２３７は、デファレンシャル装置の長いピニオンギヤと
異なって、小径の軸部を持たずギヤ部が長いから、中央
部でこのような潤滑不足が発生し易いことも考えられ
る。

【００１４】そこで、この発明は、ピニオンギヤと収納
孔との摺動部を充分に潤滑して焼けやカジリなどを防止
し、耐久性があり安定しかつ充分な差動制限機能を得る
デファレンシャル装置の提供を目的とする。

【００１５】

【課題を解決するための手段】請求項１のデファレンシ
ャル装置は、エンジンの駆動力により回転するデフケー
スと、デフケースの内部に回転自在に支承された一対の
出力側サイドギヤと、これらのサイドギヤと各別に噛み
合う第１ギヤ部及び互いに噛み合う第２ギヤ部を有する
ピニオンギヤと、デフケースに形成されピニオンギヤを
摺動回転自在に収納する収納孔と、ピニオンギヤの歯先
に形成され収納孔との摺動部に潤滑油を供給する油溝
と、ピニオンギヤの歯先と歯の側面部との間に形成され
前記油溝に潤滑油を供給する面取り部とを備えたことを
特徴とする。

【００１６】請求項２のデファレンシャル装置は、ピニ
オンギヤが、第１と第２のギヤ部の間に小径の軸部を有
する長いピニオンギヤと、第１と第２のギヤ部が連続し
て形成された短いピニオンギヤとからなり、軸方向一側
のサイドギヤが短いピニオンギヤと噛み合い、軸方向他
側のサイドギヤが長いピニオンギヤと噛み合うと共に、
各第２ギヤ部がサイドギヤの軸方向一側で噛み合った請
求項１のデファレンシャル装置である。

【００１７】

【作用】請求項１のデファレンシャル装置では、ピニオ
ンギヤの歯先に油溝を形成して収納孔との摺動部に潤滑
油を供給すると共に、ピニオンギヤの歯先と歯の側面部
との間に前記油溝に潤滑油を供給する面取り部を形成し
たから、これらの相乗効果によってピニオンギヤの歯先
と収納孔との摺動部が充分に潤滑され、焼け、カジリ、
磨耗、異音などが防止されると共に、安定した差動制限
機能が得られる。

【００１８】請求項２のデファレンシャル装置は、ピニ
オンギヤを、第１と第２のギヤ部の間に小径の軸部を有
する長いピニオンギヤと、第１と第２のギヤ部が連続し
た、全長が短くギヤ部が長いピニオンギヤとで構成した
ものであり、請求項１のデファレンシャル装置と同様
に、油溝と面取り部の相乗効果によって潤滑効果が向上
し、焼けやカジリなどが防止され、安定した差動制限機
能が得られる。

【００１９】これに加えて、短いピニオンギヤにおいて
第１と第２のギヤ部によって形成された長いギヤ部の中
央部も充分に潤滑される。このように、この発明による
潤滑効果は長短のピニオンギヤ用いたデファレンシャル
装置で、特に有効である。

【００２０】

【実施例】図１乃至図４と図１０により本発明の実施例
を説明する。この実施例は請求項１、２の発明の特徴を
備えている。図１は実施例の縦断面図であり、図４は各
実施例を用いた車両の動力系を示す。左右の方向はこの
車両及び図１での左右の方向であり、符号を与えていな
い部材等は図示されていない。

【００２１】図４のように、この動力系はエンジン１、
トランスミッション３、プロペラシャフト５、リヤデフ
７（後輪側に配置された図１のデファレンシャル装
置）、後車軸９，１１、左右の後輪１３，１５、左右の
前輪１７，１９などから構成されている。

【００２２】リヤデフ７のデフケース２１はデフキャリ
ヤ２３内に回転自在に配置されており、デフケース２１
にはリングギヤ２５が固定されている。このリングギヤ
２５はドライブピニオンギヤ２７と噛み合っており、ド
ライブピニオンギヤ２７はプロペラシャフト５側に連結
されたドライブピニオンシャフト２９と一体に形成され
ている。

【００２３】こうして、エンジン１の駆動力はトランス
ミッション３とプロペラシャフト５とを介してデフケー
ス２１を回転駆動する。なお、デフキャリヤ２３内には
オイル溜りが形成されている。

【００２４】図１のように、デフケース２１はケーシン
グ本体３１とカバー３３とをボルト３５で固定して構成
されている。デフケース２１の内部には左右のヘリカル
ギヤで形成されたサイドギヤ３７，３９が配置されてい
る。

【００２５】各サイドギヤ３７，３９の中空のボス部４
１，４３はデフケース２１の支承部４５，４７によって
回転自在に支承されている。ボス部４１，４３の内側に
形成された大径部４９，５１には、これらの内周に跨が
ってスラストブロック５３が配置され、サイドギヤ３
７，３９の各自由端を支承しセンターリングしている。

【００２６】左右の後車軸９，１１はそれぞれデフケー
ス２１のボス部５５，５７を貫通し、サイドギヤ３７，
３９にスプライン連結されている。サイドギヤ３７，３
９とデフケース２１との間にはスラストワッシャ５９が
それぞれ配置されており、サイドギヤ３７，３９の間
（スラストブロック５３の外周側）にはスラストワッシ
ャ６１が配置されている。

【００２７】デフケース２１には長短の収納孔６３，６
５が周方向に複数組形成されている。これらの収納孔６
３，６５にはそれぞれ長短のヘリカルピニオンギヤ６
７，６９が摺動回転自在に収納されている。

【００２８】長いピニオンギヤ６７は、第１と第２のギ
ヤ部７１，７３とこれらを連結する小径の軸部７５とか
らなり、第１ギヤ部７１は右のサイドギヤ３９（軸方向
他側のサイドギヤ）と噛み合っている。また、短いピニ
オンギヤ６９は、互いに連続して形成された第１と第２
のギヤ部７７，７９からなり、第１ギヤ部７７は左のサ
イドギヤ３７（軸方向一側のサイドギヤ）と噛み合い、
第２ギヤ部７９はピニオンギヤ６７の第２ギヤ部７３と
噛み合っている。

【００２９】図２に示すように、ピニオンギヤ６７，６
９の各ギヤ部７１，７３、７７，７９の歯先にはローレ
ット加工により網目の油溝８１が形成されている。図３
のように、油溝８１の溝幅ｃは０．２１〜０．２５ｍｍ
であり、各凸部の高さｄは０．０６〜０．０７ｍｍであ
り、各凸部の摺動面幅ｅは縦横それぞれ０．３５〜０．
３７ｍｍである。又、各歯の歯先と歯の側面部との間で
ある歯先端部８４には面取り角度ａ、面取り幅ｂの面取
り部８３，８３が形成されている。

【００３０】図１０の試料Ｎｏ３ないしＮｏ５におい
て、各面取り部８３の面取り角度ａと面取り幅ｂはそれ
ぞれａ₃ ＝２７°、ｂ₃ ＝０．２６ｍｍ、ａ₄ ＝４５
°，ｂ₄＝０．２１ｍｍ、ａ₅ ＝２５°，ｂ₅ ＝０．２
１ｍｍである。試料Ｎｏ３とＮｏ４とは面取り角度ａ及
び面取り幅ｂを異ならせたものであり、ａ，ｂ各値を任
意とした時の耐焼き付き性を比較することができる。ま
た、試料Ｎｏ５はＮｏ４に対し面取り角度ａを異ならせ
ている。これは面取り幅ｂを一定としたときの任意の面
取り角度での耐焼き付き性を比較することができる。な
お、白抜きの矢印はピニオンギヤ６７，６９の差動回転
方向である。

【００３１】図１のように、デフケース２１には開口８
５，８７，８９が設けられており、ボス部５５，５７の
内周には螺旋状のオイル溝９１，９１が形成されてい
る。リヤデフ７が回転するとオイル溜りから撥ね上げら
れたオイルが、これらの開口８５，８７，８９とオイル
溝９１，９１からデフケース２１に流出入し、各ギヤの
噛み合い部や各摺動部に供給されて潤滑する。

【００３２】このとき、ギヤ部７１，７３、７７，７９
の歯先ではピニオンギヤ６７，６９の回転によりオイル
が面取り部８３から油溝８１に導かれるから、ピニオン
ギヤ６７，６９と収納孔６３，６５との摺動部が充分に
潤滑されて、焼け、カジリ、磨耗、異音などが防止され
る。

【００３３】デフケース２１を回転させるエンジン１の
駆動力はピニオンギヤ６７，６９からサイドギヤ３７，
３９を介して左右の後輪１３，１５に分配され、悪路で
の片輪空転などによって、後輪間に駆動抵抗差が生じる
とピニオンギヤ６７，６９の自転によりエンジン１の駆
動力は左右各側に差動分配される。

【００３４】トルクの伝達中、各ピニオンギヤ６７，６
９の歯先はサイドギヤ３７，３９との噛み合い反力によ
り収納孔６３，６５の壁面に押し付けられて摩擦抵抗が
発生する。又、ヘリカルギヤの噛み合いスラスト力によ
って各ピニオンギヤ６７，６９の端面とデフケース２１
との間で摩擦抵抗が発生し、スラストワッシャ５９を介
してサイドギヤ３７，３９とデフケース２１との間で、
又スラストワッシャ６１を介してサイドギヤ３７，３９
の間で摩擦抵抗が発生する。これらの摩擦抵抗により、
トルク感応型の差動制限機能が得られる。

【００３５】リヤデフ７は、上記のような油溝８１と面
取り部８３とによる潤滑の向上効果を確認するために、
次のような条件で耐焼き付き試験を行い、車両搭載の可
否を判定した。

【００３６】この耐焼き付き試験は、デフケース２１内
のオイルを低温（油流れの悪い不利な条件）にし、差動
回転数と入力トルクとを所定の値（例えば、実車走行で
遭遇し得る条件）にした状態で、車両の左右旋回を想定
し、所定の時間間隔を置いて左右の差動回転を与えるサ
イクルを数回繰り返した後、リヤデフ７を分解して内部
を調査し、焼けやカジリなどの有無を確認した。

【００３７】その結果、図１０の試料Ｎｏ３ないしＮｏ
５に示すように、テーパーカラー、焼け、カジリ、磨
耗、異音などは認められず、焼付き耐久性はＯＫと判定
された。又、このような潤滑の向上効果によって安定か
つ充分な差動制限機能が得られた。

【００３８】こうして、リヤデフ７が構成されている。

【００３９】図４の車両は、安定したリヤデフ７の差動
制限機能によって、優れた操縦性と安定性とが得られ
る。

【００４０】なお、面取り角度ａと面取り幅ｂは任意に
形成でき、また油溝のパターンは任意であり、網目に限
らず溝が交差しないものでもよい。溝の間隔や深さも任
意に選択できる。又、面取り部の面取り角度と面取り幅
も任意に選択してよい。

【００４１】なお、本発明において、各ギヤはヘリカル
ギヤでなくスパーギヤでもよい。

【００４２】以上、リヤデフ７を例にして説明したが、
この発明のデファレンシャル装置はリヤデフに限らず、
フロントデフ（前輪側の車軸デフ）やセンターデフ（前
輪と後輪とに駆動力を分配するデファレンシャル装置）
にも用いられる。

【００４３】

【発明の効果】請求項１のデファレンシャル装置では、
ピニオンギヤの歯先部に油溝と、この油溝に潤滑油を供
給する面取り部とを形成したから、これらの相乗効果に
よってピニオンギヤの歯先と収納孔との摺動部が充分に
潤滑され、焼け、カジリ、磨耗、異音などが防止され耐
久性に優れ、安定しかつ必要充分な差動制限機能が得ら
れる。

【００４４】請求項２のデファレンシャル装置は、ピニ
オンギヤを、第１と第２のギヤ部の間に小径の軸部を有
する長いピニオンギヤと、第１と第２のギヤ部が連続し
て形成されギヤ部が長く全長が短いピニオンギヤとで構
成したものであり、請求項１のデファレンシャル装置と
同様に、油溝と面取りの相乗効果によって潤滑効果が向
上し、焼けやカジリなどが防止され、安定しかつ必要充
分な差動制限機能が得られる。

【００４５】これに加えて、潤滑の困難な長いギヤ部の
中央部も充分に潤滑されるから、この発明による潤滑向
上効果はギヤ幅の長いピニオンギヤ用いたデファレンシ
ャル装置で、特に有効である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例を示す断面図である。

【図２】本実施例に用いられたピニオンギヤの歯先を示
す斜視図である。

【図３】各実施例においてピニオンギヤの歯先に形成さ
れた油溝を示す斜視図である。

【図４】実施例を用いた車両の動力系を示すスケルトン
機構図である。

【図５】従来例の断面図である。

【図６】面取りだけを施した従来のピニオンギヤの歯先
を示す斜視図である。

【図７】油溝だけを形成した従来のピニオンギヤの歯先
を示す斜視図である。

【図８】テンパーカラーなどが発生した従来のピニオン
ギヤの側面図である。

【図９】焼けなどが発生した従来のデフケースの斜視図
である。

【図１０】各実施例の低温焼き付き試験の結果を従来例
と比較する図表である。

【符号の説明】

７ リヤデフ（デファレンシャル装置） ２１ デフケース ３７，３９ 出力側ヘリカルサイドギヤ ６３，６５ 収納孔 ６７ 長いヘリカルピニオンギヤ ６９ 短いヘリカルピニオンギヤ ７１，７７ 第１ギヤ部 ７３，７９ 第２ギヤ部 ８１ 油溝 ８３ 面取り部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 平石 賢司 栃木県栃木市大宮町2388番地 栃木富士産 業株式会社内 (72)発明者 岸 誠 栃木県栃木市大宮町2388番地 栃木富士産 業株式会社内

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 エンジンの駆動力により回転するデフケ
   ースと、デフケースの内部に回転自在に支承された一対
   の出力側サイドギヤと、これらのサイドギヤと各別に噛
   み合う第１ギヤ部及び互いに噛み合う第２ギヤ部を有す
   るピニオンギヤと、デフケースに形成されピニオンギヤ
   を摺動回転自在に収納する収納孔と、ピニオンギヤの歯
   先に形成され収納孔との摺動部に潤滑油を供給する油溝
   と、ピニオンギヤの歯先と歯の側面部との間に形成され
   前記油溝に潤滑油を供給する面取り部とを備えたことを
   特徴とするデファレンシャル装置。
2. 【請求項２】 ピニオンギヤが、第１と第２のギヤ部の
   間に小径の軸部を有する長いピニオンギヤと、第１と第
   ２のギヤ部が連続して形成された短いピニオンギヤとか
   らなり、軸方向一側のサイドギヤが短いピニオンギヤと
   噛み合い、軸方向他側のサイドギヤが長いピニオンギヤ
   と噛み合うと共に、各第２ギヤ部がサイドギヤの軸方向
   一側で噛み合った請求項１のデファレンシャル装置。