JPH1082430A - 円錐摩擦クラッチと、その円錐面のレーザ焼き入れ方法と、この円錐摩擦クラッチを差動制限機構に用いたデファレンシャル装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 小型で容量が大きく、耐久性の高い円錐摩擦
クラッチを用いて充分な差動制限力を得る。 【解決手段】 エンジンによって回転駆動されるデフケ
ース３と、デフケース３と一体回転するピニオンシャフ
ト１９と、シャフト１９上に回転自在に支承されたピニ
オンギヤ２５と、ギヤ２５と噛み合った出力側サイドギ
ヤ２７、２９とを有するベベルギヤ式の差動ギヤ機構３
３と、デフケース３とギヤ２７、２９との間に形成さ
れ、ギヤ２７、２９の噛み合い反力を受けて締結される
円錐摩擦クラッチ３５、３７とを備え、レーザ焼き入れ
によってクラッチ３５、３７の円錐面４１、４５に突状
面部４７、４９を設けた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、円錐摩擦クラッ
チと、その円錐面のレーザ焼き入れ方法と、この円錐摩
擦クラッチを差動制限機構に用いたデファレンシャル装
置に関する。

【０００２】

【従来の技術】特公昭４７−１０４８４号公報に図１１
のようなデファレンシャル装置２０１が記載されてお
り、Ｕ．Ｓ．Ｐａｔｅｎｔ ２８２１０９６号登録証に
図１２のようなデファレンシャル装置２０３が記載され
ている。

【０００３】図１１のデファレンシャル装置２０１は、
デフケース２０５に固定されたピニオンシャフト２０７
と、ピニオンシャフト２０７上に回転自在に支承された
ピニオンギヤ２０９と、ピニオンギヤ２０９と噛み合っ
た出力側サイドギヤ２１１、２１３とからなるベベルギ
ヤ式の差動ギヤ機構２１５を備えており、サイドギヤ２
１１、２１３はそれぞれの車軸２１７、２１９にスプラ
イン連結されている。

【０００４】各車軸２１７、２１９にはクラッチ部材２
２１、２２１（一側回転体）がスプライン連結され、各
クラッチ部材２２１とデフケース２０５（他側回転体）
との間には、それぞれ円錐摩擦クラッチ２２３、２２３
が形成されている。これらの円錐摩擦クラッチ２２３、
２２３は各サイドギヤ２１１、２１３のピニオンギヤ２
０９に対する噛み合い反力（軸方向の押圧力）を受けて
締結され、差動ギヤ機構２１５の差動を制限する。

【０００５】デフケース２０５には潤滑孔２２５、２２
５が設けられており、これらの潤滑孔２２５から流入し
たオイルは、各クラッチ部材２２１に設けられたオイル
溝２２７を通って各円錐摩擦クラッチ２２３の摺動面を
潤滑する。

【０００６】又、図１２のデファレンシャル装置２０３
は、デフケース２２９に固定されたピニオンシャフト２
３１と、ピニオンシャフト２３１上に回転自在に支承さ
れたピニオンギヤ２３３と、ピニオンギヤ２３３と噛み
合った出力側サイドギヤ２３５、２３７とからなるベベ
ルギヤ式の差動ギヤ機構２３９を備えており、サイドギ
ヤ２３５、２３７はそれぞれの車軸２４１、２４３にス
プライン連結されている。

【０００７】各サイドギヤ２３５、２３７にはクラッチ
部材２４５、２４５（一側回転体）がピン２４７で固定
され、各クラッチ部材２４５とデフケース２２９（他側
回転体）との間には、それぞれ円錐摩擦クラッチ２４
９、２４９が形成されている。これらの円錐摩擦クラッ
チ２４９、２４９は各サイドギヤ２３５、２３７のピニ
オンギヤ２３３に対する噛み合い反力（軸方向の押圧
力）を受けて締結され、差動ギヤ機構２３９の差動を制
限する。

【０００８】デフケース２２９には潤滑孔２５１、２５
１が設けられており、これらの潤滑孔２５１から流入し
たオイルは、各クラッチ部材２４５の円錐面にその傾斜
に沿って設けられたオイル溝２５３を通って各円錐摩擦
クラッチ２４９の摺動面を潤滑する。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】デファレンシャル装置
２０１、２０３のように、円錐摩擦クラッチ２２３、２
４９を差動制限機構に用いるデファレンシャル装置で
は、小型で充分な差動制限力を得るために、円錐摩擦ク
ラッチ２２３、２４９を小型にし容量を大きくしたい。

【００１０】円錐摩擦クラッチの場合、小型で容量を大
きくするには、円錐面の傾斜角を小さくする（円筒に近
づける）必要があるが、傾斜角を小さくする程円錐面の
摩擦と磨耗とが大きくなり、円錐摩擦クラッチの耐久性
が低下する。

【００１１】円錐摩擦クラッチの耐久性を改善するに
は、円錐面に浸炭や窒化などの熱処理を行う方法と、各
従来例のようにオイル溝２２７、２５３を設けて円錐面
を潤滑する方法などがある。

【００１２】しかし、浸炭や窒化などの熱処理では、ク
ラッチ部材２２１、２４５全体が加熱される上に、加熱
温度が高く、加熱時間が長いから、クラッチ部材２２
１、２４５の円錐面が変形を起こし易く、円錐面が熱変
形すると各円錐面の間に生じる微小な隙間によって円錐
摩擦クラッチ２２３、２４９が正常に作動しない。

【００１３】従って、円錐面の修正研磨加工が必要であ
るが、硬度の高い熱処理面の機械加工は困難であり、大
きい加工工数が必要でコスト高である。

【００１４】更に、浸炭処理や窒化処理は、上記のよう
に熱処理時のエネルギー量が大きいから、それだけコス
ト高である。

【００１５】又、オイル溝で円錐面を潤滑する方法で
は、上記のように、熱処理後の円錐面にオイル溝を加工
するのは困難であり、又、オイル溝加工後の円錐面を熱
処理すると、オイル溝によって分断された円錐面に大き
な熱変形が生じる。

【００１６】そこで、この発明は、小型で容量が大き
く、耐久性の高い円錐摩擦クラッチと、その円錐面のレ
ーザ焼き入れ方法と、この円錐摩擦クラッチを差動制限
機構に用いることにより小型で充分な差動制限力を得る
デファレンシャル装置などの提供を目的とする。

【００１７】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明は、
外周に円錐面が設けられた一側回転体と、内周に円錐面
が設けられた他側回転体とを有し、軸方向の押圧力を受
けて互いに押し付けられる各円錐面の摩擦力によって各
回転体の間で駆動力を伝達する円錐摩擦クラッチであっ
て、レーザ焼き入れによって前記円錐面に突状面部を所
定のパターンで設けたことを特徴とする。

【００１８】例えば、鋳鉄やマルテンサイト系ステンレ
ス鋼のように、炭素系の鉄合金はレーザを照射した箇所
が、面心立方構造のオーステナイト組織から体心立方構
造のマルテンサイト組織に変態し、それに伴って体積が
膨張する。

【００１９】そこで、回転体をこのような材料で作り、
円錐面を所定のパターンでレーザ焼き入れすると、非常
に硬度の高いマルテンサイト組織の突状面部が所定のパ
ターンで得られると共に、その周囲には凹部が形成され
る。

【００２０】こうして形成された突状面部が相手側の円
錐面と接触し摺動するから、円錐摩擦クラッチの耐磨耗
性が大きく向上する。又、突状面部の周囲に形成された
凹部がオイル溝になり、突状面部に充分なオイルを供給
するから、耐磨耗性は更に向上する。

【００２１】このように大きな耐磨耗性によって、円錐
面の傾斜角を小さくしても充分な耐久性が得られるか
ら、円錐摩擦クラッチは傾斜角を小さくすることによっ
て小型で大容量にできる。

【００２２】又、円錐摩擦クラッチに作用する荷重は多
数の突状面部に分散されて均一になるから、各突状面部
の負担がそれだけ軽減すると共に、荷重の均一分散によ
って異音の発生が防止される。

【００２３】又、荷重を円錐面の全体で受ける構成と異
なって、突状面部で荷重を受けるこの構成では、摺動部
のなじみ（擦り合わせ）が迅速に進むから、円錐摩擦ク
ラッチは早期に安定した性能が得られる。

【００２４】又、レーザ焼き入れは、浸炭や窒化処理に
較べると、加熱エネルギーが格段に小さく、処理時間も
極めて短い。その上、レーザを照射した箇所は、空中放
冷でマルテンサイトの焼き入れ組織が安定するから、冷
却手段が不要である。これらの理由で、コストが大きく
低減される。

【００２５】又、このように加熱エネルギーが小さく、
処理時間が短いことに加えて、レーザ照射は円錐面だけ
に行われるから、従来例と異なって、円錐面の硬化処理
に伴う回転体の熱変形が生じない。従って、硬化処理後
の修正加工が不要になる。

【００２６】更に、上記のように、所定のパターンでレ
ーザ焼き入れするだけでオイル溝になる凹部が円錐面に
形成されるから、従来例と異なって、円錐面にオイル溝
を加工する必要がない。

【００２７】これらの機械加工が省けることによって、
コストが大幅に低減する。

【００２８】なお、本発明において、レーザ焼き入れは
一側回転体と他側回転体のいずれか一方に施せばよい
が、あるいは、必要に応じてこれらの両方に施してもよ
い。

【００２９】又、レーザの照射距離、照射範囲、照射時
間などは任意に設定してよく、これらの条件設定によっ
て、焼き入れ幅や、焼き入れ厚さ（突状面部の高さ）を
変えることができる。

【００３０】請求項２記載の発明は、請求項１記載の円
錐摩擦クラッチであって、前記突状面部が、円錐面の傾
斜に沿って回転体の回転軸と交わる方向に形成されたこ
とを特徴とし、請求項１の構成と同等の効果を得る。

【００３１】これに加えて、円錐面の傾斜に沿って形成
した突状面部の接触と摺動とにより、回転体の倒れが防
止されるから、突状面部と円錐面の接触と摺動とが均一
になり、円錐摩擦クラッチの性能が安定する。

【００３２】又、突状面部を円錐面の傾斜に沿って形成
したことにより、遠心力によってオイルが小径側から大
径側に移動し易くなり、円錐摩擦クラッチの潤滑効率が
向上する。

【００３３】請求項３記載の発明は、請求項２記載の円
錐摩擦クラッチであって、前記突状面部が、円錐面の一
端側から他端側まで連続して設けられた長い突状面部及
びそれより短い突状面部からなり、これらを回転方向に
交互配置したことを特徴とし、請求項２の構成と同等の
効果を得る。

【００３４】これに加えて、円錐面の一端側から他端側
まで連続して設けられた長い突状面部の間に、それより
短い突状面部を配置したことによって、オイルが回転方
向にも移動し易くなり、潤滑効果を向上させる。

【００３５】請求項４記載の発明は、請求項１記載の円
錐摩擦クラッチであって、前記突状面部が、回転体の回
転方向に連続して形成されたことを特徴とし、請求項１
の構成と同等の効果を得る。

【００３６】これに加えて、回転体の回転方向に連続し
て形成した突状面部の接触と摺動とによって、回転体の
回転が安定する。

【００３７】又、遠心力によってオイルが小径側の凹部
から突状面部の摺動部を介して大径側の凹部に移動する
から、円錐摩擦クラッチが効率よく潤滑される。

【００３８】請求項５記載の発明は、請求項１記載の円
錐摩擦クラッチであって、前記突状面部が、回転体の回
転軸に対する食い違い軸の方向に螺旋状に形成されたこ
とを特徴とし、請求項１の構成と同等の効果を得る。

【００３９】これに加えて、突状面部を食い違い軸（平
行でもなく、交差もしない２軸）方向に形成し螺旋状に
したことにより、請求項２の構成と同様に、回転体の倒
れが防止され、突状面部と円錐面との接触及び摺動が均
一になり、円錐摩擦クラッチの性能が安定する。

【００４０】又、請求項４の構成と同様に、回転体の回
転が安定する。

【００４１】更に、突状面部を食い違い軸方向に形成し
たから、これらの回転と摺動によってオイルが突状面部
の全面に拡がり易くなり、円錐摩擦クラッチの潤滑効率
が更に向上する。

【００４２】請求項６記載の発明は、請求項１記載の円
錐摩擦クラッチであって、前記突状面部が、周囲に形成
された凹部で互いに区画され、円錐面に分散配置された
ことを特徴とし、請求項１の構成と同等の効果を得る。

【００４３】これに加えて、周囲の凹部で区画された突
状面部を円錐面に分散配置したことにより、円錐摩擦ク
ラッチに大きな押圧力が作用しても、上記のように、こ
の荷重は多数の突状面部に分散されて均一になるから、
各突状面部には大きな負担が掛からない上に、荷重が均
一に分散されるから、異音の発生が防止される。

【００４４】請求項７記載の発明は、請求項６記載の円
錐摩擦クラッチであって、前記突状面部の形状が、円形
又は多角形、あるいは、これらの両方であることを特徴
とし、請求項６の構成と同等の効果を得る。

【００４５】なお、突状面部を円形にした場合は、レー
ザを円錐面に直角に当てるだけで円形の突状面部が形成
されるから、レーザ焼き入れが容易である。

【００４６】請求項８記載の発明は、請求項１記載の円
錐摩擦クラッチであって、前記突状面部が、円錐面の大
径側に向かって、又は円錐面の小径側に向かって、幅広
になることを特徴とし、請求項１の構成と同等の効果を
得る。

【００４７】これに加えて、突状面部を円錐面の大径側
に向かって幅広にすれば、小径側に幅広の凹部が形成さ
れ、この凹部に保持される多量のオイルが遠心力によっ
て突状面部に供給されるから、円錐摩擦クラッチの潤滑
効率が大きく向上する。

【００４８】又、突状面部を円錐面の小径側に向かって
幅広にすれば、各円錐面の突状面部の面圧が大径側から
小径側まで均一になり、偏磨耗が防止され、耐久性が向
上する。

【００４９】請求項９記載の発明は、請求項１乃至請求
項８のいずれか一項に記載の円錐摩擦クラッチにおい
て、回転体の円錐面に突状面部を所定のパターンでレー
ザ焼き入れするレーザ焼き入れ方法であって、回転体を
回転させながらレーザを円錐面に直角に照射することを
特徴とするレーザ焼き入れ方法である。

【００５０】このように、レーザを円錐面に直角に照射
すれば、照射面からのレーザ光の反射が少なくなり、そ
れだけエネルギーロスとレーザ焼き入れのコストとが低
減する。

【００５１】又、回転体を回転させながら連続してレー
ザを照射すれば、請求項４の円錐摩擦クラッチのよう
に、回転方向に連続した突状面部を容易に形成すること
ができる。

【００５２】又、回転体を回転させながら断続的にレー
ザを照射すれば、回転方向に不連続な突状面部の形成も
容易である。

【００５３】請求項１０記載の発明は、請求項１乃至請
求項８のいずれか一項に記載の円錐摩擦クラッチにおい
て、回転体の円錐面に突状面部を所定のパターンでレー
ザ焼き入れするレーザ焼き入れ方法であって、レーザの
反射鏡を用い、この反射鏡と回転体の一方又は両方を回
転させながら回転体の軸方向に移動させてレーザを円錐
面に導くことを特徴とするレーザ焼き入れ方法である。

【００５４】このように、反射鏡を用いることによっ
て、任意の箇所にレーザを導くことが可能になり、例え
ば、内周側の円錐面にレーザを照射することが容易にな
る。

【００５５】このことは、下記のように、デファレンシ
ャル装置のデフケースの内周側に形成された円錐面をレ
ーザ焼き入れする場合、特に有利である。

【００５６】又、レーザの反射鏡を回転させながら回転
体の軸方向に移動させてレーザを円錐面に導くように構
成すれば、内周側の円錐面に螺旋状の突状面部を形成す
ることが容易である。

【００５７】又、反射鏡を固定し、回転体を回転させな
がら軸方向に移動させてもよく、あるいは、反射鏡と回
転体の両方にこれらの運動をさせてもよい。

【００５８】更に、レーザの反射鏡と回転体とは、同軸
配置してもよく、平行配置してもよい。あるいは、食い
違い軸上に配置してもよい。

【００５９】請求項１１記載の発明は、請求項１乃至請
求項８のいずれか一項に記載の円錐摩擦クラッチにおい
て、回転体の円錐面に突状面部を所定のパターンでレー
ザ焼き入れするレーザ焼き入れ方法であって、所定のパ
ターンの孔を有するマスク越しにレーザを円錐面に照射
することを特徴とするレーザ焼き入れ方法である。

【００６０】このように、マスク越しにレーザを照射す
れば、マスクのパターンが円錐面上に転写されるから、
例えば、請求項６、７の円錐摩擦クラッチのように、多
数の突状面部を円錐面に分散配置したパターンを容易に
形成することができる。

【００６１】又、マスクを用いることによって、配置パ
ターンが複雑な突状面部や、形状が複雑な突状面部を容
易に形成することができる。

【００６２】請求項１２記載の発明は、エンジンの駆動
力によって回転駆動されるデフケースと、デフケースの
回転を車輪側に分配する差動機構と、この差動機構の差
動回転部材とデフケースとの間に配置された請求項１乃
至請求項８のいずれか一項に記載の円錐摩擦クラッチ
と、この円錐摩擦クラッチに押圧力を与えて締結する締
結手段とを備えたことを特徴とするデファレンシャル装
置である。

【００６３】円錐摩擦クラッチが締結されると、その摩
擦抵抗によって差動機構の差動回転が制限される。

【００６４】上記のように、請求項１乃至請求項８の円
錐摩擦クラッチは、小型で大容量であるから、これらの
円錐摩擦クラッチの摺動摩擦力を差動制限機構に用いた
このデファレンシャル装置は、小型で充分な差動制限力
が得られ、車両の操縦性、走行性、安定性などが向上
し、これらの性能が長期にわたって保持される。

【００６５】更に、上記のように、これらの円錐摩擦ク
ラッチでは荷重の均一分散によって異音発生が防止され
るから、走行中の静粛性が高く保たれる。

【００６６】なお、円錐摩擦クラッチの締結手段は、ア
クチュエータを用いてもよいし、あるいは、下記のよう
に、ギヤの噛み合いによって生じる力を用いてもよい。

【００６７】請求項１３記載の発明は、請求項１２記載
のデファレンシャル装置であって、前記差動機構が、デ
フケースと一体に回転するピニオンシャフトと、ピニオ
ンシャフト上に回転自在に支承されたピニオンギヤと、
このピニオンギヤと噛み合った一対の出力側サイドギヤ
とを有するベベルギヤ式の差動ギヤ機構であり、前記円
錐摩擦クラッチが、ピニオンギヤに対するサイドギヤの
噛み合い反力を受けて締結されることを特徴とし、請求
項１２の構成と同等の効果を得る。

【００６８】デフケースを回転させるエンジンの駆動力
は、ピニオンシャフトからピニオンギヤを介して各サイ
ドギヤに分配され、出力軸を介して各車輪側に伝達さ
れ、差動回転が生じると、各サイドギヤが受けるピニオ
ンギヤとの噛み合い反力によって円錐摩擦クラッチが締
結され、差動が制限される。

【００６９】この円錐摩擦クラッチは、小さな押圧力で
大きな摩擦抵抗を発生するから、ギヤの噛み合い反力で
充分な差動制限力が得られる。

【００７０】又、このようにサイドギヤの噛み合い反力
で円錐摩擦クラッチを締結するように構成したから、締
結用のアクチュエータが不要であり、それだけ構造簡
単、小型軽量で、低コストである。

【００７１】

【発明の実施の形態】図１と図２によって本発明の第１
実施形態を説明する。図１はこの実施形態のデファレン
シャル装置１を示しており、このデファレンシャル装置
１は請求項１、２、３、９、１２、１３の特徴を備えて
いる。なお、左右の方向は図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。

【００７２】図１のように、デファレンシャル装置１の
デフケース３はケーシング本体５（他側の回転体）とカ
バー７（他側の回転体）との間にシム９を挟み、これら
をボルトで固定して形成されている。

【００７３】デフケース３はデフキャリヤの内部に配置
されており、デフケース３の左右のボス部１１、１３は
ぞれぞれベアリングを介してデフキャリヤに支承されて
いる。このデフキャリヤにはオイル溜りが形成されてお
り、ボス部１１、１３にはデフケース３の回転に伴って
オイルを内部に導く螺旋状のオイル溝１５、１７が設け
られている。

【００７４】デフケース３にはリングギヤがボルトで固
定されており、このリングギヤは駆動力伝達系の駆動ギ
ヤと噛み合っている。こうして、デフケース３はエンジ
ンの駆動力によりこの駆動力伝達系を介して回転駆動さ
れる。

【００７５】デフケース３の内部には、ピニオンシャフ
ト１９が、その両端に形成された２面部２１、２１をデ
フケース３の軸方向溝２３に係合して移動自在に配置さ
れている。

【００７６】ピニオンシャフト１９上にはピニオンギヤ
２５、２５が回転自在に支承されている。各ピニオンギ
ヤ２５には左右から出力側のサイドギヤ２７、２９（一
側の回転体）が噛み合っており、各サイドギヤ２７、２
９はそれぞれの車軸にスプライン連結されている。

【００７７】各サイドギヤ２７、２９には、ピニオンギ
ヤ２５の遠心力及び各サイドギヤ２７、２９との噛み合
い反力を受ける突き当て部３１が形成されている。

【００７８】こうして、ベベルギヤ式の差動ギヤ機構３
３（差動機構）が構成されている。

【００７９】各サイドギヤ２７、２９とデフケース３と
の間にはそれぞれ円錐摩擦クラッチ３５、３７が形成さ
れている。サイドギヤ２７側の円錐摩擦クラッチ３５は
カバー７とサイドギヤ２７にそれぞれ形成された円錐面
３９、４１から構成され、サイドギヤ２９側の円錐摩擦
クラッチ３７はケーシング本体５とサイドギヤ２９にそ
れぞれ形成された円錐面４３、４５から構成されてい
る。

【００８０】各円錐摩擦クラッチ３５、３７のサイドギ
ヤ２７、２９とデフケース３との当たりは、シム９の厚
さ調整によって最適な強さに調整される。又、ピニオン
シャフト１９が軸方向溝２３上を移動することにより、
両円錐摩擦クラッチ３５、３７の当たりが均等化され
る。

【００８１】デフケース３を回転させるエンジンの駆動
力は、ピニオンシャフト１９からピニオンギヤ２５を介
して各サイドギヤ２７、２９に分配され、各車軸を介し
てそれぞれの車輪に伝達される。又、例えば悪路走行中
に、各車輪間に駆動抵抗差が生じると各ピニオンギヤ２
５の自転によってエンジンの駆動力は各車輪側に差動分
配される。

【００８２】各サイドギヤ２７、２９にはピニオンギヤ
２５との噛み合いによって噛み合い反力が生じ、この噛
み合い反力を受けて円錐摩擦クラッチ３５、３７が締結
され、これらの摩擦抵抗により差動ギヤ機構３３の差動
が制限される。

【００８３】図１のように、各サイドギヤ２７、２９の
円錐面４１、４５にはレーザ焼き入れが施されている。

【００８４】各サイドギヤ２７、２９は、例えば、高炭
素合金鋼のような炭素系の鉄合金で作られており、レー
ザを照射した箇所は、面心立方構造のオーステナイト組
織から体心立方構造のマルテンサイト組織に変態し、そ
れに伴って体積が膨張し、突状面部が形成される。

【００８５】円錐面４１、４５には、レーザを所定のパ
ターンで照射することによって、図１のような長短の突
状面部４７、４９が形成されている。これらの突状面部
４７、４９は円錐面４１、４５の傾斜に沿ってサイドギ
ヤ２７、２９の回転軸と交わる方向に形成されている。

【００８６】マルテンサイトの焼き入れ組織に変態した
突状面部４７、４９の硬度は極めて高く、耐摩耗性が大
きく改善される。一方、レーザが照射されない箇所はオ
ーステナイト組織のままであり、図２のように、突状面
部４７、４９の間に凹部５１が形成される。

【００８７】各円錐面４１、４５の突状面部４７、４９
はデフケース３側の円錐面３９、４３と接触し、摺動す
る。

【００８８】長い突状面部４７は各円錐面４１、４５の
一端側から他端側まで連続して設けられており、短い突
状面部４９の一端側と他端側にはそれぞれ凹部５３が形
成されている。長短の突状面部４７、４９は回転方向に
交互配置されている。

【００８９】このレーザ焼き入れは、請求項９の方法に
従って行われる。

【００９０】サイドギヤ２９を例にして説明すると、図
２の矢印５５のように円錐面４５にレーザを直角に当て
ながら、円錐面４５に沿ってレーザ光源を移動させ、例
えば、長い突状面部４７を形成した後、サイドギヤ２９
を所定の角度だけ回転させ、レーザ光源を移動させて短
い突状面部４７を形成する。

【００９１】サイドギヤ２７のレーザ焼き入れも同様に
行われる。

【００９２】図１のように、ケーシング本体５には開口
５７が設けられており、カバー７にも開口が設けられて
いる。

【００９３】デフケース３の回転に伴って、これらの開
口及びボス部１１、１３のオイル溝１５、１７からオイ
ル溜りのオイルが流出入し、流入したオイルは差動ギヤ
機構３３の各ギヤの噛み合い部、サイドギヤ２７、２９
の突き当て部３１、円錐摩擦クラッチ３５、３７などを
潤滑する。

【００９４】円錐摩擦クラッチ３５、３７に与えられた
オイルは、円錐面４１、４５の凹部５１、５３に保持さ
れ、遠心力により突状面部４７、４９の摺動面に供給さ
れて、円錐摩擦クラッチ３５、３７の潤滑効率を高め
る。

【００９５】こうして、デファレンシャル装置１が構成
されている。

【００９６】デファレンシャル装置１は、上記のよう
に、円錐摩擦クラッチ３５、３７の円錐面４１、４５に
硬度の高い突状面部４７、４９を形成したから、耐磨耗
性が大きく向上しており、長期にわたって正常な差動制
限機能が得られ、車両の操縦性、走行性、安定性などが
向上すると共に、これらの性能が長期にわたって保持さ
れる。

【００９７】又、突状面部４７、４９の周囲に形成され
た凹部５１、５３がオイル溝になり、突状面部４７、４
９の摺動面に充分なオイルを供給するから、耐磨耗性が
更に向上する。

【００９８】このように、大きな耐磨耗性を得たことに
よって円錐面３９、４１，４３、４５は傾斜角を小さく
しても充分な耐久性が得られるから、傾斜角を小さくす
ることによって円錐摩擦クラッチ３５、３７を小型で大
容量にできる。

【００９９】又、円錐摩擦クラッチ３５、３７に大きな
噛み合い反力が作用しても、この荷重は多数の突状面部
４７、４９に分散されて均一になるから、各突状面部４
７、４９の負担はそれだけ小さくなる上に、荷重の均一
分散によって異音の発生が防止されるから、車両の静粛
性が高く保たれる。

【０１００】又、突状面部４７、４９で荷重を受ける円
錐摩擦クラッチ３５、３７では、円錐面３９、４１，４
３、４５のなじみ（擦り合わせ）が迅速に進むから、性
能が早期に安定する。

【０１０１】又、レーザ焼き入れは、浸炭や窒化処理に
較べて、加熱エネルギーが格段に小さく、処理時間も極
めて短い。その上、レーザの照射箇所は、空中放冷でマ
ルテンサイトの焼き入れ組織が安定するから冷却手段が
不要である。これらの理由で、コストが大きく低減され
る。

【０１０２】又、このように加熱エネルギーが小さく、
処理時間が短いことに加えて、レーザ照射は円錐面４
１、４５にだけ行われるから、従来例と異なって、サイ
ドギヤ２７、２９には熱変形が生じない。従って、硬化
処理（レーザ焼き入れ）後の修正加工は不要である。

【０１０３】更に、所定のパターンでレーザ焼き入れす
るだけで凹部５１、５３が円錐面４１、４５に形成され
るから、従来例と異なって、円錐面４１、４５にオイル
溝を加工する必要がない。

【０１０４】これらの機械加工が省けることによって、
コストが大幅に低減する。

【０１０５】以上は、請求項１の構成による効果であ
る。

【０１０６】これに加えて、円錐面４１、４５の傾斜に
沿って形成した突状面部４７、４９の接触と摺動とによ
り、各サイドギヤ２７、２９の回転軸の倒れが防止され
るから、突状面部４７、４９と円錐面３９、４３の接触
と摺動とが均一になり、円錐摩擦クラッチ３５、３７の
性能が安定する。

【０１０７】又、突状面部４７、４９を円錐面４１、４
５の傾斜に沿って形成したことにより、遠心力によって
オイルが小径側から大径側に移動し易くなり、円錐摩擦
クラッチ３５、３７の潤滑効率が向上する。

【０１０８】又、短い突状面部４９の両端側に形成され
る凹部５３によって、オイルが回転方向にも移動し易く
なり、潤滑効果を更に向上させる。

【０１０９】更に、焼き入れに当たって、レーザを円錐
面４１、４５に直角に当てることによりレーザの反射が
最小限に抑えられ、エネルギーロスとコストとが低減さ
れる。

【０１１０】以下、第２、３、４、５、６、７、８の各
実施形態の説明をするが、これらの実施形態の説明にお
いて、サイドギヤ２９やケーシング本体５のように、そ
の実施形態での特徴点以外の機能が、第１実施形態の部
材と同一の部材には第１実施形態と同一の符号を与えて
引用している。

【０１１１】次に、図３によって第２実施形態の説明を
する。図３はこの実施形態のデファレンシャル装置に用
いられる右サイドギヤ２９を示しており、このデファレ
ンシャル装置は請求項１、４、９、１２、１３の特徴を
備えている。なお、符号を与えていない部材等は図示さ
れていない。

【０１１２】左右のサイドギヤ２７、２９とデフケース
３との間にはそれぞれ円錐摩擦クラッチが形成されてい
る。

【０１１３】各サイドギヤ２７、２９の円錐面４１、４
５にはレーザ焼き入れが施され、レーザを照射した箇所
はマルテンサイト組織に変態し、図３のような、突状面
部５９、６１が形成される。

【０１１４】これらの突状面部５９、６１はサイドギヤ
２７、２９の回転方向に連続して形成されており、デフ
ケース３側の円錐面３９、４３と接触し、摺動する。

【０１１５】マルテンサイト組織に変態した突状面部５
９、６１の硬度は極めて高く、耐摩耗性が大きく改善さ
れる。又、レーザが照射されない箇所はオーステナイト
組織のままであり、凹部６３、６５、６７が形成され
る。

【０１１６】このレーザ焼き入れは、請求項９の方法に
従って行われる。

【０１１７】サイドギヤ２９を例にして説明すると、図
３の矢印６９のように円錐面４５にレーザを直角に当て
ながら、矢印７１のようにサイドギヤ２９を回転させ
て、例えば、大径の突状面部５９を形成した後、円錐面
４５に沿ってレーザ光源を移動させ、サイドギヤ２９を
回転させながら小径の突状面部６１を形成する。

【０１１８】サイドギヤ２７のレーザ焼き入れも同様に
行われる。

【０１１９】各円錐摩擦クラッチは、デフケース３の開
口及びオイル溝１５、１７から流入したオイルによっ
て、差動ギヤ機構３３、突き当て部３１などと共に潤滑
される。

【０１２０】各円錐摩擦クラッチに与えられたオイル
は、円錐面４１、４５の凹部６３、６５、６７に保持さ
れ、遠心力により突状面部５９、６１の摺動面に供給さ
れて潤滑効率を高める。

【０１２１】こうして、第２実施形態のデファレンシャ
ル装置が構成されている。

【０１２２】このデファレンシャル装置では、第１実施
形態と同様に、各円錐摩擦クラッチの円錐面４１、４５
にマルテンサイト組織の突状面部５９、６１を形成し、
更に、凹部６３、６５、６７がオイル溝になることによ
って耐磨耗性が大きく向上する。従って、円錐面３９、
４１，４３、４５の傾斜角を小さくすることにより、各
円錐摩擦クラッチを小型で大容量にできる。

【０１２３】又、荷重の均一分散によって突状面部５
９、６１の負担が軽減し、異音が防止されると共に、円
錐面３９、４１，４３、４５が迅速になじむから、各円
錐摩擦クラッチの性能は早期に安定する。

【０１２４】又、浸炭処理や窒化処理に較べて、コスト
が大きく低減される。

【０１２５】又、レーザで焼き入れすることにより、サ
イドギヤ２７、２９の修正加工が不要になり、円錐面４
１、４５にオイル溝を加工する必要がなくなるから、コ
ストが大幅に低減する。

【０１２６】これに加えて、突状面部５９、６１をサイ
ドギヤ２７、２９の回転方向に連続して形成したから、
突状面部５９、６１とデフケース３側の円錐面３９、４
３との接触により、サイドギヤ２７、２９の回転が安定
する。

【０１２７】又、遠心力によりオイルが小径側の凹部６
３から大径側の凹部６５、６７に移動して突状面部５
９、６１の摺動部を潤滑するから、各円錐摩擦クラッチ
の潤滑効率が更に向上する。

【０１２８】次に、図４と図５によって第３実施形態の
説明をする。各図はこの実施形態のデファレンシャル装
置に用いられる右サイドギヤ２９を示しており、このデ
ファレンシャル装置は請求項１、５、９、１２、１３の
特徴を備えている。なお、符号を与えていない部材等は
図示されていない。

【０１２９】左右のサイドギヤ２７、２９とデフケース
３との間にはそれぞれ円錐摩擦クラッチが形成されてい
る。

【０１３０】各サイドギヤ２７、２９の円錐面４１、４
５にはレーザ焼き入れが施され、レーザを照射した箇所
はマルテンサイト組織に変態し、突状面部７３が形成さ
れる。

【０１３１】図５のように、この突状面部７３は、サイ
ドギヤ２９の回転軸に対する食い違い軸の方向に螺旋状
に形成されており、デフケース３側の円錐面３９、４３
と接触し、摺動する。

【０１３２】マルテンサイト組織に変態した突状面部７
３は極めて硬度が高く、耐摩耗性が大きく改善される。
又、レーザが照射されない箇所はオーステナイト組織の
ままであり、突状面部７３の間には凹部７５が形成され
る。

【０１３３】このレーザ焼き入れは、請求項９の方法に
従って行われる。

【０１３４】サイドギヤ２９を例に説明すると、図４の
矢印７７のように円錐面４５にレーザを直角に当てた状
態でレーザ光源を固定し、サイドギヤ２９を、矢印７９
のように回転させながら、矢印８１のように軸方向移動
させる。

【０１３５】一箇所の突状面部７３を形成した後、サイ
ドギヤ２９を所定の角度だけ回転させて、同様に次の突
状面部７３を形成し、順次円錐面４５の全周にレーザ焼
き入れを行う。

【０１３６】サイドギヤ２７のレーザ焼き入れも同様に
行われる。

【０１３７】デフケース３の開口及びオイル溝１５、１
７から流入し、各円錐摩擦クラッチに与えられたオイル
は、円錐面４１、４５の凹部７５に保持され、潤滑効率
を高める。

【０１３８】こうして、第３実施形態のデファレンシャ
ル装置が構成されている。

【０１３９】このデファレンシャル装置では、第１、２
の各実施形態と同様に、請求項１の構成による効果が得
られる。

【０１４０】これに加えて、突状面部７３を螺旋状に形
成したことにより、サイドギヤ２７、２９の回転軸の倒
れが防止され、突状面部７３とデフケース３の円錐面３
９、４３との接触及び摺動が均一になり、各円錐摩擦ク
ラッチの性能が安定する。

【０１４１】又、突状面部７３を螺旋状に形成したこと
により、サイドギヤ２７、２９の回転が安定する。

【０１４２】又、突状面部７３を螺旋状に形成したか
ら、これらの回転と摺動とによって凹部７５のオイルが
突状面部７３の全面に拡がり易くなり、各円錐摩擦クラ
ッチの潤滑効率が更に向上する。

【０１４３】次に、図６によって第４実施形態の説明を
する。図６はこの実施形態のデファレンシャル装置に用
いられる右サイドギヤ２９を示しており、このデファレ
ンシャル装置は請求項１、６、７、９、１２、１３の特
徴を備えている。なお、符号を与えていない部材等は図
示されていない。

【０１４４】左右のサイドギヤ２７、２９とデフケース
３との間にはそれぞれ円錐摩擦クラッチが形成されてい
る。

【０１４５】各サイドギヤ２７、２９の円錐面４１、４
５にはレーザ焼き入れが施され、レーザを照射した箇所
はマルテンサイト組織に変態し、突状面部８３が形成さ
れる。

【０１４６】図６のように、この突状面部８３は円形で
あり、多数の突状面部８３が周方向２列に配列されてい
る。各突状面部８３はデフケース３側の円錐面３９、４
３と接触し、摺動する。

【０１４７】マルテンサイト組織に変態した突状面部８
３は極めて硬度が高く、耐摩耗性が大きく改善される。
又、レーザが照射されない箇所はオーステナイト組織の
ままであり、突状面部８３の周囲には凹部８５が形成さ
れる。

【０１４８】このレーザ焼き入れは、請求項９の方法に
従って行われる。

【０１４９】サイドギヤ２９を例に説明すると、レーザ
焼き入れは、図６の矢印８７のように円錐面４５にレー
ザを直角に当てながら行われ、一箇所の突状面部８３を
形成した後、サイドギヤ２９を所定の角度だけ回転させ
て、次の突状面部８３を形成し、順次円錐面４５の全周
にレーザ焼き入れを行う。

【０１５０】サイドギヤ２７のレーザ焼き入れも同様に
行われる。

【０１５１】このように、突状面部８３が円形の場合
は、レーザを円錐面４１、４５に直角に当てるだけで円
形の突状面部が形成される。

【０１５２】デフケース３の開口及びオイル溝１５、１
７から流入し、各円錐摩擦クラッチに与えられたオイル
は、円錐面４１、４５の凹部８５に保持され、サイドギ
ヤ２７、２９の回転と遠心力とにより突状面部８３の摺
動面に供給されて潤滑効率を高める。

【０１５３】こうして、第４実施形態のデファレンシャ
ル装置が構成されている。

【０１５４】このデファレンシャル装置では、第１、
２、３の各実施形態と同様に、請求項１の構成による効
果が得られる。

【０１５５】これに加えて、多数の突状面部８３を円錐
面４１、４５に配置したことにより、各突状面部８３の
荷重は互いに分散されて均一になり、負担が軽減され
る。その上、荷重の均一分散によって異音の発生が防止
される。

【０１５６】又、上記のように、円形の突状面部８３は
レーザを円錐面４１、４５に直角に当てるだけで形成さ
れるから、レーザ焼き入れが容易である。

【０１５７】次に、図７によって第５実施形態の説明を
する。図７はこの実施形態のデファレンシャル装置に用
いられる右サイドギヤ２９と、そのレーザ焼き入れに用
いられるマスク９１とを示しており、このデファレンシ
ャル装置は請求項１、６、７、１１、１２、１３の特徴
を備えている。なお、符号を与えていない部材等は図示
されていない。

【０１５８】左右のサイドギヤ２７、２９とデフケース
３との間にはそれぞれ円錐摩擦クラッチが形成されてい
る。

【０１５９】各サイドギヤ２７、２９の円錐面４１、４
５にはレーザ焼き入れが行われる。このレーザ焼き入れ
は、請求項１１の方法により、マスク９１が用いられ
る。

【０１６０】サイドギヤ２９を例に説明すると、図７の
ように円錐面４５にはマスク９１が被せられ、矢印９３
のようにレーザはこのマスク９１越しに円錐面４５に照
射される。マスク９１には正方形（多角形）の孔９５が
多数形成されている。これらの孔９５は周方向２列に配
置されている。

【０１６１】円錐面４５にはマスク９１越しに照射され
たレーザによって孔９５が転写され、転写箇所はマルテ
ンサイト組織に変態し、正方形の突状面部が形成され
る。一箇所の突状面部を形成すると、サイドギヤ２９を
所定の角度だけ矢印９７のように回転させて、次の突状
面部を形成し、順次円錐面４５の全周にレーザ焼き入れ
を行う。

【０１６２】サイドギヤ２７のレーザ焼き入れも同様に
行われる。

【０１６３】サイドギヤ２７、２９の突状面部はデフケ
ース３側の円錐面３９、４３と接触し、摺動する。

【０１６４】マルテンサイト組織に変態した突状面部は
極めて硬度が高く、耐摩耗性が大きく改善される。又、
レーザが照射されない箇所はオーステナイト組織のまま
であり、突状面部の周囲には凹部９９が形成される。

【０１６５】デフケース３の開口及びオイル溝１５、１
７から流入し、各円錐摩擦クラッチに与えられたオイル
は、円錐面４１、４５の凹部９９に保持され、サイドギ
ヤ２７、２９の回転と遠心力とにより突状面部の摺動面
に供給されて潤滑効率を高める。

【０１６６】こうして、第５実施形態のデファレンシャ
ル装置が構成されている。

【０１６７】このデファレンシャル装置では、第１、
２、３、４の各実施形態と同様に、請求項１の構成によ
る効果が得られる。

【０１６８】これに加えて、第４実施形態と同様に、円
錐面４１、４５に配置された多数の突状面部に荷重が均
一に分散されて各突状面部の負担が軽減すると共に、荷
重の均一分散によって異音の発生が防止される。

【０１６９】又、マスク９１を用いれば、上記のよう
に、多数の突状面部を円錐面４１、４５に分散配置した
パターンを容易に形成することができる。

【０１７０】又、マスクを用いることによって、配置パ
ターンが複雑な突状面部や、形状が複雑な突状面部を容
易に形成することができる。

【０１７１】次に、図８によって第６実施形態の説明を
する。図８はこれらの実施形態のデファレンシャル装置
に用いられる右サイドギヤ２９を示しており、このデフ
ァレンシャル装置は請求項１、８、９、１２、１３の特
徴を備えている。なお、符号を与えていない部材等は図
示されていない。

【０１７２】左右のサイドギヤ２７、２９とデフケース
３との間にはそれぞれ円錐摩擦クラッチが形成されてい
る。

【０１７３】各サイドギヤ２７、２９の円錐面４１、４
５にはレーザ焼き入れが施され、レーザを照射した箇所
はマルテンサイト組織に変態し、突状面部１０１が形成
される。

【０１７４】図８のように、この突状面部１０１は円錐
面４１、４５の大径側に向かって幅が広くなる３角形で
あり、多数の突状面部１０１が周方向に配列されてい
る。各突状面部１０１はデフケース３側の円錐面３９、
４３と接触し、摺動する。

【０１７５】マルテンサイト組織に変態した突状面部１
０１は極めて硬度が高く、耐摩耗性が大きく改善され
る。又、レーザが照射されない箇所はオーステナイト組
織のままであり、突状面部１０１の間には、円錐面４
１、４５の小径側に向かって幅が広くなる３角形の凹部
１０３が形成される。

【０１７６】このレーザ焼き入れは、次のように行われ
る。

【０１７７】サイドギヤ２９を例に説明すると、図８の
矢印１０５のようにレーザを円錐面４５に直角に当てた
状態で、レーザ光源を円錐面４５の傾斜に沿って移動さ
せる。このとき、レーザ光源の照射距離（照射面積）を
変えることにより、突状面部１０１を円錐面４５の大径
側に向かって幅広にする。

【０１７８】一箇所の突状面部１０１を形成した後、サ
イドギヤ２９を所定の角度だけ矢印１０７のように回転
させて、上記のように照射距離を変えながら次の突状面
部１０１を形成し、同様にして、順次円錐面４５の全周
にレーザ焼き入れを行う。

【０１７９】サイドギヤ２７のレーザ焼き入れも同様に
行われる。

【０１８０】デフケース３に流入したオイルは、円錐面
４１、４５の凹部１０３に保持され、サイドギヤ２７、
２９の回転と遠心力とにより突状面部１０１の摺動面に
供給されて潤滑効率を高める。

【０１８１】こうして、第６実施形態のデファレンシャ
ル装置が構成されている。

【０１８２】このデファレンシャル装置では、第１、
２、３、４、５の各実施形態と同様に、請求項１の構成
による効果が得られる。

【０１８３】これに加えて、突状面部１０１を円錐面４
１、４５の大径側に向かって幅広にしたことにより、小
径側に幅広になった凹部１０３が形成され、この凹部１
０３に保持される多量のオイルが、遠心力によって突状
面部１０１に供給されるから、各円錐摩擦クラッチの潤
滑効率が大きく向上する。

【０１８４】又、多数の突状面部１０１を円錐面４１、
４５に配置したことにより、荷重が均一に分散されて各
突状面部１０１の負担が軽減する。その上、荷重の均一
分散によって異音の発生が防止される。

【０１８５】次に、図９によって第７実施形態の説明を
する。図９はこれらの実施形態のデファレンシャル装置
に用いられる右サイドギヤ２９を示しており、このデフ
ァレンシャル装置は請求項１、８、９、１２、１３の特
徴を備えている。なお、符号を与えていない部材等は図
示されていない。

【０１８６】左右のサイドギヤ２７、２９とデフケース
３との間にはそれぞれ円錐摩擦クラッチが形成されてい
る。

【０１８７】各サイドギヤ２７、２９の円錐面４１、４
５にはレーザ焼き入れが施され、レーザを照射した箇所
はマルテンサイト組織に変態し、突状面部１０９が形成
される。

【０１８８】図９のように、この突状面部１０９は円錐
面４１、４５の小径側に向かって幅が広くなる３角形で
あり、多数の突状面部１０１が周方向に配列されてい
る。各突状面部１０９はデフケース３側の円錐面３９、
４３と接触し、摺動する。

【０１８９】マルテンサイト組織に変態した突状面部１
０９は極めて硬度が高く、耐摩耗性が大きく改善され
る。又、レーザが照射されない箇所はオーステナイト組
織のままであり、突状面部１０９の間には、円錐面４
１、４５の大径側に向かって幅が広くなる３角形の凹部
１１１が形成される。

【０１９０】このレーザ焼き入れは、次のように行われ
る。

【０１９１】サイドギヤ２９を例に説明すると、図９の
矢印１１３のようにレーザを円錐面４５に直角に当てた
状態で、レーザ光源を円錐面４５の傾斜に沿って移動さ
せる。このとき、レーザ光源の照射距離（照射面積）を
変えることにより、突状面部１０９を円錐面４５の小径
側に向かって幅広にする。

【０１９２】一箇所の突状面部１０９を形成した後、サ
イドギヤ２９を所定の角度だけ矢印１１５のように回転
させて、照射距離を変えながら次の突状面部１０９を形
成し、同様にして、順次円錐面４５の全周にレーザ焼き
入れを行う。

【０１９３】サイドギヤ２７のレーザ焼き入れも同様に
行われる。

【０１９４】デフケース３に流入したオイルは、円錐面
４１、４５の凹部１１１に保持され、サイドギヤ２７、
２９の回転により突状面部１０９の摺動面に供給されて
潤滑効率を高める。

【０１９５】こうして、第７実施形態のデファレンシャ
ル装置が構成されている。

【０１９６】このデファレンシャル装置では、第１、
２、３、４、５、６の各実施形態と同様に、請求項１の
構成による効果が得られる。

【０１９７】これに加えて、突状面部１０９を円錐面４
１、４５の小径側で幅を広くし、大径側で幅を狭くした
ことにより、円錐面４１、４５の大径側から小径側にわ
たって突状面部１０９の面圧（接触面積）が均等化さ
れ、部分的な磨耗が防止されて耐久性が向上する。

【０１９８】又、多数の突状面部１０１を円錐面４１、
４５に配置したことにより、荷重が均一に分散されて各
突状面部１０１の負担が軽減する。その上、荷重の均一
分散によって異音の発生が防止される。

【０１９９】次に、図１０によって第８実施形態の説明
をする。図１０はこの実施形態のデファレンシャル装置
に用いられるケーシング本体５と、そのレーザ焼き入れ
に用いられる反射鏡１１７とを示しており、このデファ
レンシャル装置は請求項１、５、１０、１２、１３の特
徴を備えている。なお、符号を与えていない部材等は図
示されていない。

【０２００】デフケース３のカバー７と左のサイドギヤ
２７との間及びケーシング本体５とサイドギヤ２９との
間にはそれぞれ円錐摩擦クラッチが形成されている。

【０２０１】カバー７とケーシング本体５の各円錐面３
９、４３にはレーザ焼き入れが行われる。このレーザ焼
き入れは、請求項１０の方法により、反射鏡１１７を用
いて行われる。

【０２０２】ケーシング本体５を例に説明すると、図１
０のように、反射鏡１１７は軸１１９の先端に固定され
ており、ケーシング本体５の内部に同軸配置されてい
る。レーザビーム１２１はケーシング本体５の開口１２
３側から反射鏡１１７に入射し、ケーシング本体５の円
錐面４３に導かれる。

【０２０３】このとき、軸１１９を矢印１２５のように
回転させながら、矢印１２７のように軸方向移動させる
と、円錐面４３に螺旋状の突状面部１２９が形成され
る。この間、ケーシング本体５は固定しておく。

【０２０４】一箇所の突状面部１２９を形成した後、サ
イドギヤ２９を所定の角度だけ回転させて、次の突状面
部１２９を形成し、同様にして、順次円錐面４３の全周
にレーザ焼き入れを行う。

【０２０５】カバー７のレーザ焼き入れも同様に行われ
る。

【０２０６】カバー７とケーシング本体５の突状面部１
２９はサイドギヤ２７、２９の円錐面４１、４５と接触
し、摺動する。

【０２０７】マルテンサイト組織に変態した突状面部１
２９は極めて硬度が高く、耐摩耗性が大きく改善され
る。又、レーザが照射されない箇所はオーステナイト組
織のままであり、突状面部１２９の間には凹部１３１が
形成される。

【０２０８】デフケース３の開口及びオイル溝１５、１
７から流入し、各円錐摩擦クラッチに与えられたオイル
は、円錐面３９、４３の凹部１３１に保持され、潤滑効
率を高める。

【０２０９】こうして、第８実施形態のデファレンシャ
ル装置が構成されている。

【０２１０】このデファレンシャル装置では、第１、
２、３、４、５、６、７の各実施形態と同様に、請求項
１の構成による効果が得られる。

【０２１１】これに加えて、第３実施形態と同様に、突
状面部１２９を螺旋状に形成したことにより、サイドギ
ヤ２７、２９の回転軸の倒れが防止され、突状面部１２
９とサイドギヤ２７、２９の円錐面４１、４５との接触
及び摺動が均一になり、各円錐摩擦クラッチの性能が安
定する。

【０２１２】又、突状面部１２９を螺旋状に形成したこ
とにより、サイドギヤ２７、２９の回転が安定する。

【０２１３】又、突状面部１２９を螺旋状に形成したか
ら、遠心力とサイドギヤ２７、２９の回転によって凹部
１３１のオイルが突状面部１２９の全面に拡がり易くな
り、各円錐摩擦クラッチの潤滑効率が向上する。

【０２１４】又、このようにレーザの反射鏡１１７を用
いることによって、任意の箇所にレーザを導くことが容
易になり、上記のように、デフケース３の内周側に形成
された円錐面３９、４３をレーザ焼き入れする場合な
ど、特に有利である。

【０２１５】又、本実施形態の様に反射鏡１１７を用い
た場合の突状面部１２９の形成方法において、デフケー
ス３（焼き入れ部材）と反射鏡１１７との回転及び軸方
向移動は上記のものに限らずそれらの組み合わせは任意
に取ることができる。

【０２１６】なお、上記の各実施形態は円錐摩擦クラッ
チの回転体とサイドギヤ２７、２９とを一体にした例で
あるが、これらは別体に成形し、その後一体に連結して
もよい。

【０２１７】

【発明の効果】請求項１記載の円錐摩擦クラッチは、レ
ーザ焼き入れによって円錐面にマルテンサイト組織の突
状面部を形成し、その周囲に凹部を形成して突状面部に
オイルを供給するように構成したことによって、充分な
耐磨耗性が得られる。

【０２１８】従って、円錐面は傾斜角を小さくしても充
分な耐久性が得られるから、傾斜角を小さくすることに
より円錐摩擦クラッチを小型で大容量にできる。

【０２１９】又、荷重が多数の突状面部に均一に分散さ
れるから、各突状面部の負担が軽減すると共に、荷重の
均一分散によって異音の発生が防止される。

【０２２０】又、突状面部で荷重を受けるから、摺動部
のなじみが迅速に進み、円錐摩擦クラッチの性能が早期
に安定する。

【０２２１】又、レーザ焼き入れは、加熱エネルギーが
格段に小さく、処理時間も極めて短い上に、冷却手段が
不要であるから、コストが大きく低減される。

【０２２２】又、レーザ照射は円錐面だけに行われ、浸
炭処理や窒化処理をする従来例と異なって、回転部材の
熱変形が生じないから、硬化処理後の修正加工が不要に
なる。

【０２２３】又、所定のパターンでレーザ焼き入れする
だけでオイル溝になる凹部が形成されるから、従来例と
異なって、円錐面にオイル溝を加工する必要がない。

【０２２４】これらの機械加工が省けることによって、
コストが大幅に低減する。

【０２２５】請求項２記載の発明は、請求項１の構成と
同等の効果を得ると共に、円錐面の傾斜方向に形成した
突状面部の接触と摺動とにより、回転体の倒れが防止さ
れ、円錐面の接触と摺動とが均一になり、円錐摩擦クラ
ッチの性能が安定する。

【０２２６】又、突状面部を円錐面の傾斜に沿って形成
したことにより、遠心力によってオイルが小径側から大
径側に移動し易くなり、円錐摩擦クラッチの潤滑効率が
向上する。

【０２２７】請求項３記載の発明は、請求項２の構成と
同等の効果を得ると共に、円錐面の一端側から他端側ま
で連続して設けられた長い突状面部の間に、それより短
い突状面部を配置したことによって、オイルが回転方向
にも移動し易くなり、潤滑効果を向上させる。

【０２２８】請求項４記載の発明は、請求項１の構成と
同等の効果を得ると共に、突状面部を回転体の回転方向
に連続して形成したことにより、回転体の回転が安定す
る。

【０２２９】又、遠心力によってオイルが小径側の凹部
から突状面部の摺動部を介して大径側の凹部に移動し、
円錐摩擦クラッチが効率よく潤滑される。

【０２３０】請求項５記載の発明は、請求項１の構成と
同等の効果を得ると共に、突状面部を螺旋状に形成した
ことにより、請求項２の構成と同様に、回転軸の倒れが
防止され、突状面部と円錐面との接触及び摺動が均一に
なり、円錐摩擦クラッチの性能が安定する。

【０２３１】又、請求項４の構成と同様に、回転体の回
転が安定する。

【０２３２】更に、突状面部を食い違い軸方向に形成し
たから、これらの回転と摺動とによってオイルが突状面
部の全面に拡がり易くなり、円錐摩擦クラッチの潤滑効
率が向上する。

【０２３３】請求項６記載の発明は、請求項１の構成と
同等の効果を得ると共に、凹部で区画された突状面部を
円錐面に分散配置したことにより、荷重が多数の突状面
部に分散されて均一になるから、各突状面部の負担が軽
減されると共に、荷重の均一分散によって異音の発生が
防止される。

【０２３４】請求項７記載の発明は、請求項６の構成と
同等の効果を得ると共に、突状面部を円形にした場合
は、レーザを円錐面に直角に当てるだけで円形の突状面
部が形成されるから、レーザ焼き入れが容易である。

【０２３５】請求項８記載の発明は、請求項１の構成と
同等の効果を得ると共に、突状面部を円錐面の大径側に
向かって幅広にすれば、小径側に形成された幅広の凹部
に保持される多量のオイルが遠心力によって突状面部に
供給されるから、円錐摩擦クラッチの潤滑効率が大きく
向上する。

【０２３６】又、突状面部を円錐面の小径側に向かって
幅広にすれば、各円錐面の突状面部の面圧が大径側から
小径側まで均一になり、偏磨耗が防止され、耐久性が向
上する。

【０２３７】請求項９記載のレーザ焼き入れ方法では、
円錐面にレーザを直角に照射するか、照射面からのレー
ザ光の反射が少なく、それだけエネルギーロスとレーザ
焼き入れのコストとが低減する。

【０２３８】又、回転体を回転させながら連続してレー
ザを照射すれば、請求項４の円錐摩擦クラッチのよう
な、回転方向の突状面部を容易に形成できる。

【０２３９】又、回転体を回転させながら断続的にレー
ザを照射すれば、回転方向に不連続な突状面部の形成が
容易である。

【０２４０】請求項１０記載のレーザ焼き入れ方法で
は、レーザの反射鏡を用いることによって、任意の箇所
にレーザを導くことが可能であり、例えば、デフケース
の内周側に形成された円錐面にレーザを照射することが
容易である。

【０２４１】又、このとき、レーザの反射鏡を回転させ
ながら回転体の軸方向に移動させれば、内周側の円錐面
に螺旋状の突状面部を容易に形成することができる。

【０２４２】請求項１１記載のレーザ焼き入れ方法で
は、マスク越しにレーザを照射することによってマスク
のパターンが円錐面上に転写されるから、請求項６、７
の円錐摩擦クラッチのように、多数の突状面部を円錐面
に分散配置したパターンの形成が容易である。

【０２４３】又、マスクを用いることによって、複雑な
パターンで配置された突状面部や、複雑な形状の突状面
部を容易に形成することができる。

【０２４４】請求項１２記載のデファレンシャル装置
は、上記のように、円錐面の傾斜角を小さくし小型で大
容量にできる請求項１乃至請求項８の円錐摩擦クラッチ
の摺動摩擦力を差動制限機構に用いたから、小型で充分
な差動制限力が得られ、車両の操縦性、走行性、安定性
などが向上し、これらの性能が長期にわたって保持され
る。

【０２４５】又、これらの円錐摩擦クラッチは、上記の
ように、荷重の均一分散によって異音が防止されるか
ら、車両の静粛性が高く保たれる。

【０２４６】請求項１３記載の発明は、請求項１２の構
成と同等の効果を得ると共に、上記の円錐摩擦クラッチ
は傾斜角を小さくすることにより僅かな押圧力で大きな
摩擦抵抗が発生するから、ギヤの噛み合い反力で充分な
差動制限力が得られる。

【０２４７】又、噛み合い反力で円錐摩擦クラッチを締
結するように構成したから、締結用のアクチュエータが
不要であり、それだけ構造簡単、小型軽量で、低コスト
である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施形態を示す断面図である。

【図２】図１のＡ−Ａ断面図である。

【図３】本発明の第２実施形態に用いられるサイドギヤ
の側面図である。

【図４】本発明の第３実施形態に用いられるサイドギヤ
の側面図である。

【図５】図４のＢ矢視図である。

【図６】本発明の第４実施形態に用いられるサイドギヤ
の側面図である。

【図７】本発明の第５実施形態に用いられるサイドギヤ
とレーザ焼き入れ用のマスクとを示す側面図である。

【図８】本発明の第６実施形態に用いられるサイドギヤ
の側面図である。

【図９】本発明の第７実施形態に用いられるサイドギヤ
の側面図である。

【図１０】本発明の第８実施形態に用いられるケーシン
グ本体の断面と反射鏡とを示す図面である。

【図１１】第１従来例の断面図である。

【図１２】第２従来例の断面図である。

【符号の説明】

１ デファレンシャル装置 ３ デフケース ５ ケーシング本体（他側の回転体） ７ カバー（他側の回転体） １９ ピニオンシャフト ２５ ピニオンギヤ ２７、２９ 出力側サイドギヤ（一側の回転体） ３３ ベベルギヤ式差動ギヤ機構（差動機構） ３５、３７ 円錐摩擦クラッチ ３９、４３ 内周側の円錐面 ４１、４５ 外周側の円錐面 ４７、４９、５９、６１、７３、８３、１０１、１０
９、１２９ 突状面部 ５１、６３、６５、６７、７５、８５、９９、１０３、
１１１、１３１ 凹部 ９１ レーザ焼き入れ用のマスク １１７ レーザの反射鏡

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｆ１６Ｈ 48/20 Ｆ１６Ｈ 1/44

Claims (13)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 外周に円錐面が設けられた一側回転体
   と、内周に円錐面が設けられた他側回転体とを有し、軸
   方向の押圧力を受けて互いに押し付けられる各円錐面の
   摩擦力によって各回転体の間で駆動力を伝達する円錐摩
   擦クラッチであって、レーザ焼き入れによって前記円錐
   面に突状面部を所定のパターンで設けたことを特徴とす
   る円錐摩擦クラッチ。
2. 【請求項２】 請求項１記載の発明であって、前記突状
   面部が、円錐面の傾斜に沿って回転体の回転軸と交差す
   る方向に形成されたことを特徴とする円錐摩擦クラッ
   チ。
3. 【請求項３】 請求項２記載の発明であって、前記突状
   面部が、円錐面の一端側から他端側まで連続して設けら
   れた長い突状面部及びそれより短い突状面部からなり、
   これらを回転方向に交互配置したことを特徴とする円錐
   摩擦クラッチ。
4. 【請求項４】 請求項１記載の発明であって、前記突状
   面部が、回転体の回転方向に連続して形成されたことを
   特徴とする円錐摩擦クラッチ。
5. 【請求項５】 請求項１記載の発明であって、前記突状
   面部が、回転体の回転軸に対する食い違い軸の方向に螺
   旋状に形成されたことを特徴とする円錐摩擦クラッチ。
6. 【請求項６】 請求項１記載の発明であって、前記突状
   面部が、周囲に形成された凹部で互いに区画され、円錐
   面に分散配置されたことを特徴とする円錐摩擦クラッ
   チ。
7. 【請求項７】 請求項６記載の発明であって、前記突状
   面部の形状が、円形又は多角形、あるいは、これらの両
   方であることを特徴とする円錐摩擦クラッチ。
8. 【請求項８】 請求項１記載の発明であって、前記突状
   面部が、円錐面の大径側に向かって、又は円錐面の小径
   側に向かって、幅広になることを特徴とする円錐摩擦ク
   ラッチ。
9. 【請求項９】 請求項１乃至請求項８のいずれか一項に
   記載の円錐摩擦クラッチにおいて、回転体の円錐面に突
   状面部を所定のパターンでレーザ焼き入れするレーザ焼
   き入れ方法であって、回転体を回転させながらレーザを
   円錐面に直角に照射することを特徴とするレーザ焼き入
   れ方法。
10. 【請求項１０】 請求項１乃至請求項８のいずれか一項
    に記載の円錐摩擦クラッチにおいて、回転体の円錐面に
    突状面部を所定のパターンでレーザ焼き入れするレーザ
    焼き入れ方法であって、レーザの反射鏡を用い、この反
    射鏡と回転体の一方又は両方を回転させながら回転体の
    軸方向に移動させてレーザを円錐面に導くことを特徴と
    するレーザ焼き入れ方法。
11. 【請求項１１】 請求項１乃至請求項８のいずれか一項
    に記載の円錐摩擦クラッチにおいて、回転体の円錐面に
    突状面部を所定のパターンでレーザ焼き入れするレーザ
    焼き入れ方法であって、所定のパターンの孔を有するマ
    スク越しにレーザを円錐面に照射することを特徴とする
    レーザ焼き入れ方法。
12. 【請求項１２】 エンジンの駆動力によって回転駆動さ
    れるデフケースと、デフケースの回転を車輪側に分配す
    る差動機構と、この差動機構の差動回転部材とデフケー
    スとの間に配置された請求項１乃至請求項８のいずれか
    一項に記載の円錐摩擦クラッチと、この円錐摩擦クラッ
    チに押圧力を与えて締結する締結手段とを備えたことを
    特徴とするデファレンシャル装置。
13. 【請求項１３】 請求項１２記載の発明であって、前記
    差動機構が、デフケースと一体に回転するピニオンシャ
    フトと、ピニオンシャフト上に回転自在に支承されたピ
    ニオンギヤと、このピニオンギヤと噛み合った一対の出
    力側サイドギヤとを有するベベルギヤ式の差動ギヤ機構
    であり、前記円錐摩擦クラッチが、ピニオンギヤに対す
    るサイドギヤの噛み合い反力を受けて締結されることを
    特徴とするデファレンシャル装置。