JPWO2004013519A1 - 車両用差動装置 - Google Patents

Abstract

車両のエンジンからの回転駆動力を駆動車軸に伝達する車両用差動装置が開示されている。この差動装置は１対のサイドギヤと、これらサイドギヤに噛合する３つのピニオンと、これら３つのピニオンを夫々枢支する３つのピニオン軸と、３つのピニオン軸の内端部を支持する軸支持部材とを備えた差動ギヤ機構を有すると共に、前記差動ギヤ機構を収容する一体構造のケース部材を有する。このケース部材は、前記回転駆動力がリングギヤを介して入力されるフランジ部と、サイドギヤとピニオンを組み込む為の複数の開口部を有する。３つのピニオンはそれらの軸心間の位相角が１２０度をなすように配設され、３つの開口部はケース部材の周壁部分のうちの円周３等分位置に形成されている。

Description

本発明は、車両用差動装置に関し、特に差動ギヤ機構に３つのピニオンを設け、ケース部材を一体構造に構成し、差動ギヤ機構の性能を高め、製作費を低減したものに関する。

車両用差動装置は、一般に、左右１対のサイドギヤと複数のピニオンとを含む差動ギヤ機構と、この差動ギヤ機構を収容するケース部材とを有する。前記差動ギヤ機構は、２ピニオン形式のものと４ピニオン形式のものが多い。２ピニオンの差動ギヤ機構は、構造が簡単化するけれども、ピニオンの負荷が高く、ピニオンが摩耗し易く耐久性を高めにくい。４ピニオンの差動ギヤ機構は、構造が多少複雑化するけれども、ピニオンの負荷が低くピニオンの耐久性を高め易い。
前記ケース部材は、差動ギヤ機構を収容するケース本体部と、フランジ部とを有し、このフランジ部にリングギヤが複数のボルトにて固定され、エンジンからの回転駆動力がリングギヤを介してフランジ部に伝達される。尚、前記リングギヤはフランジ部と一体形成される場合もある。
ここで、２ピニオン形式の差動ギヤ機構を備えた差動装置の場合、実用新案登録第３０７１６９４号公報にも記載のように、ケース部材を一体構造に構成し、ケース部材の両側部に、サイドギヤやピニオンを組み込む為の開口部を対向状に形状し、開口部を形成してない周壁部の内側にピニオンを配置し、１つの共通のピニオン軸を前記の周壁部に支持する。
特開平１１−７２１５８号公報に記載の差動装置のケース構造においては、２ピニオン形式の差動ギヤ機構を収容するケース部材を、リングギヤと一体の環状のケース本体と、このケース本体の軸心方向両端部に夫々固定される１対のカバー部材とで構成している。
４ピニオン形式の差動ギヤ機構を備えた差動装置の場合、ケース部材の周壁部の円周４等分位置にピニオン軸を支持する必要があるため、前記開口部を形成することが困難であるため、通常はケース部材を２分割構造に構成する。
ケース部材を２分割構造に構成する場合、ケース部材の部品数が多く、機械加工費が高価になるため、製作費が高価になる。
そこで、２ピニオン形式の差動ギヤ機構と、一体構造のケース部材を設ける場合、ケース部材の製作費を低減できるけれども、サイドギヤやピニオンを大型化すると、大きな開口部が必要となり、ケース部材の剛性強度の面で不利であり、ピニオンの負荷が高く、ピニオンが摩耗し易く耐久性を高めにくい。
本発明は、ピニオンの負荷を低減して耐久性を高めると共にケース部材の製作費を低減することのできる車両用差動装置を提供することである。

本発明の車両用差動装置は、車両のエンジンからの回転駆動力を駆動車軸に伝達する車両用差動装置において、１対のサイドギヤと、これらサイドギヤに噛合する３つのピニオンと、これら３つのピニオンを夫々枢支する３つのピニオン軸と、３つのピニオン軸の内端部を支持する軸支持部材とを備えた差動ギヤ機構を設けると共に、前記差動ギヤ機構を収容する一体構造のケース部材であって、前記回転駆動力がリングギヤを介して入力されるフランジ部と、サイドギヤとピニオンを組み込む為の複数の開口部を有するケース部材を設けたことを特徴とするものである。
差動ギヤ機構に３つのピニオンを設けるため、ピニオンの負荷を低減でき、耐久性を高めることができ、エンジンの高出力化に対応できる。３つのピニオン軸の内端部を支持する軸支持部材を設けたので、３つのピニオン軸の内端部を確実に支持することができる。
ケース部材を一体構造にしたので、ケース部材の製作費を低減できる。ケース部材にサイドギヤとピニオンを組み込む為の複数の開口部を形成するため、これら開口部からサイドギヤとピニオンを確実に組み込むことができる。
ここで、好ましい形態について説明する。
前記３つのピニオンはそれらの軸心間の位相角が１２０度をなすように配設され、複数の開口部は１対のサイドギヤの軸心回りの円周３等分位置に形成された３つの開口部からなる。そのため、ケース部材の周壁のうち３つの開口部以外の壁部にピニオン軸を支持する軸穴を形成ことができる。
前記３つの開口部は、３つのピニオンを組み込む為の２つの第１開口部と、２つのサイドギヤを順々に組み込む為の１つの第２開口部とからなる。
前記第１開口部は、側面視にてほぼＤ形の開口部であってフランジ部側がストレートのほぼＤ形の開口部であり、前記第２開口部は、第１開口部とは異なる形状の開口部であって、サイドギヤを組み込む際にサイドギヤを傾けた姿勢にして組み込み可能な特殊な形状の開口部である。
前記フランジ部にそれと別体のリングギヤが複数のボルトで固定されている。或いは、前記フランジ部にリングギヤが一体形成されている。

図１は実施形態に係る車両用差動装置の断面図であり、図２は図１のＩＩ−ＩＩ線断面図であり、図３はケース部材の斜視図であり、図４は図３の矢印ＩＶ方向から視たケース部材の側面図であり、図５は図３の矢印Ｖ方向から視たケース部材の底面図であり、図６は図４のＶＩ−ＶＩ線断面図であり、図７は第２開口部から左側のサイドギヤを組み込む状態を説明する説明図であり、図８は第２開口部から右側のサイドギヤを組み込む状態を説明する説明図である。

本実施形態は、前輪駆動型の車両のエンジンからの回転駆動力を駆動車軸に伝達する車両用差動装置に本発明を適用した場合の一例である。
図１、図２に示すように、この車両用差動装置１は、差動ギヤ機構２と、この差動ギヤ機構２を収容する一体構造のケース部材３と、このケース部材３のフランジ部４に複数のボルト５で固定されたリングギヤ６と、デフケース７とを有する。
前記差動ギヤ機構２は、左右１対の駆動車軸８の端部に夫々相対回転不能に連結される１対のサイドギヤ９と、これらサイドギヤ９に噛合する３つのピニオン１０と、これら３つのピニオン１０を夫々枢支する３つのピニオン軸１１と、３つのピニオン軸１１の内端部を支持する軸支持部材１２と、ケース部材３とサイドギヤ９の間に装着されたスラストワッシャ１３とを備えている。
３つのピニオン１０は、それらの軸心間の位相角が１２０度をなすように配設されてピニオン軸１１により回転自在に支持されている。各ピニオン軸１１の端部とケース本体１４とにスプリングピン１５が装着され、各ピニオン軸１１が脱落しないように拘束されている。
軸支持部材１２は短い円筒体からなり、この軸支持部材１２には３つの支持穴１６が周方向３等分位置に形成され、これら支持穴１６に３つのピニオン軸１１の内端部を貫通させて支持している。前記リングギヤ６はフランジ部４と別体に形成され、このリングギヤ６が複数のボルト５でフランジ部４に固定され、エンジンの回転駆動力がこのリングギヤ６に入力される。ケース部材３は、ケース本体１４と、エンジンからの回転駆動力がリングギヤ６を介して入力されるフランジ部４と、サイドギヤ９とピニオン１０を組み込む為の３つの開口部２０，２１，２２を有する。
３つの開口部２０，２１，２２は、ケース本体１４の周壁１４ａのうちの１対のサイドギヤ９の軸心回りの円周３等分位置に形成されている。
３つの開口部２０，２１，２２は、３つのピニオン１０を組み込む為の２つの第１開口部２０，２１と、２つのサイドギヤ９を順々に組み込む為の１つの第２開口部２２とからなる。
図３〜図７に示すように、第１開口部２０，２１は、周方向幅と軸心幅とがほぼ等しいような側面視にてほぼＤ形の開口部であってフランジ部４側がストレートのほぼＤ形の開口部である。図３、図４においては、２つの第１開口部２０，２１がケース本体１４の上側部分に形成され、第１開口部２０，２１の周方向幅は、ケース本体１４の周壁１４ａの全周の約２０％程度の大きさである。
図５、図６、図７に示すように、第２開口部２２は、第１開口部２０，２１とは異なる形状の開口部であって、サイドギヤ９を組み込む際にサイドギヤ９を傾けた姿勢にして組み込み可能な特殊な形状の開口部である。第２開口部２２は、頂角約１２０度の二等辺三角形の底辺側に長方形を連ねたようなほぼ五角形であり、二等辺三角形の斜辺がフランジ部４に近接され、図５において五角形の底辺と軸心とのなす角度が約６０度である。サイドギヤ９を組み込み易くする為に、フランジ部４の内側付近には第２開口部２２に連なる凹部２２ａが形成されている。
ケース本体１４の周壁１４ａのうちの第１，第２開口部２０，２１，２２の間の３つの強度周壁１４ｂには３つのピン穴２３が形成され、３つのピン穴２３の軸心間の位相角は１２０度である。
図１に示すように、デフケース７は、リングギヤ６の付近において左右に分割可能な２つのデフケース分割体を複数のボルトにて固定した構造のものである。デフケース７は、差動ギヤ機構２を収容したケース部材３とリングギヤ６の外周側を囲繞して潤滑油を収容するものである。デフケース７の左端部のリング部２５ａと、ケース本体１４の間にベアリング２６ａが装着され、リング部２５ａと車軸８との間にはオイルシール２７ａが装着されている。デフケース７の右端部のリング部２５ｂと、ケース本体１４の間にベアリング２６ｂが装着され、リング部２５ｂと車軸８との間にはオイルシール２７ｂが装着されている。
前記のケース部材３は例えばダクタイル鋳鉄等で鋳造により製作される。ピニオン１０やリングギヤ６はギヤ類を製作する通常の材料（クロム・モリブデン鋼、ニッケル・クロム・モリブデン鋼など）で構成され、浸炭焼入れ処理が施される。
次に、このケース部材３の内部に差動ギヤ機構２を組み込む方法について簡単に説明する。図７に示すように、左側のサイドギヤ９ａとスラストワッシャ１３を約３０度傾けた姿勢にして第２開口部２２からケース本体１４内に組み込んで図１に示す位置に組み込む。次に、図８に示すように、右側のサイドギヤ９ｂとスラストワッシャ１３を約３０度傾けた姿勢にして第２開口部２２からケース本体１４内に組み込んで図１に示す位置に組み込む。
次に、２つの第１開口部２０、２１からピニオン１０を夫々組み込み、２つのサイドギヤ９と２つのピニオン１０の全体を約１２０度時計回り又は反時計回りに回動させた状態で、片方の第１開口部２０から軸支持部材１１を組み込んでから、次に残りの１つのピニオンを、２つのピニオン１０に対して１２０度の位相角となるように片方の第１開口部２０から組み込む。
次に、２つのサイドギヤ９と３つのピニオン１０と軸支持部材１２の全体を約６０度時計回り又は反時計回りに回動させ、３つのピニオン１０のピン穴３０を強度周壁１４ｂの３つのピン穴２３に夫々一致させると共に、軸支持部材１２の３つのピン穴１６を３つのピニオン１０のピン穴３０に夫々一致させる。次に、各ピニオン１０について、強度周壁１４ｂのピン穴２３と、ピニオン１０のピン穴３０と、軸支持部材１２のピン穴１６にピニオン軸１１を装着し、スプリングピン１５を装着する。尚、デフケース７やベアリング２６は、周知の組み付け方法により組み付けるものとする。
次に、以上説明した車両用差動装置１の作用と効果について説明する。
差動ギヤ機構２が３つのピニオン１０を有するため、ピニオン１０の負荷を低減でき、ピニオン１０とサイドギヤ９の耐久性を高めることができるうえ、エンジンから入力リングギヤ６へ入力される回転駆動力が大きくなっても対応できる。３つのピニオン軸１１の内端部を支持する軸支持部材１２を設けたので、３つのピニオン軸１１の内端部を確実に支持することができる。
ケース部材３を一体構造にしたので、ケース部材３の製作費を低減できる。ケース部材３に３つのピニオン１０を組み込む為の２つの第１開口部２０，２１と、２つのサイドギヤ９を順々に組み込む為の１つの第２開口部２２を形成するため、それらサイドギヤ９とピニオン１０を簡単に確実に組み込むことができる。
第１，第２開口部２０，２１，２２をケース本体１４の周壁１４ａのうちの円周３等分位置に形成し、３つのピニオン１０をそれらの軸心間の位相角が１２０度となるように配設するため、ケース本体３の周壁１４ａのうちの３つの強度周壁１４ｂに３つのピニオン軸１１を支持する３つのピン穴２３を形成し、それらピン穴２３にピニオン軸１１を装着してピニオン１０を支持することができる。
前記実施形態を部分的に変更する例について説明する。
１）前記第１，第２開口部２０，２１，２２の形状は一例を示すものであり、図示の形状に限定されるものではない。
２）前記フランジ部４にリングギヤ６を一体形成してもよい。この場合、ケース部材３は例えばオーステンパー鋳鉄等の高級な鋳鉄材料で構成することが望ましい。但し、この材料に限定される訳ではない。
３）前記実施形態の車両用差動装置は、前輪駆動車の差動装置を例として説明したが、後輪駆動車の差動装置にも、本発明を同様に適用可能である。尚、後輪駆動車の差動装置のリングギヤは平歯車ではなくハス歯歯車とする。

Claims (6)

1. 車両のエンジンからの回転駆動力を駆動車軸に伝達する車両用差動装置において、
   １対のサイドギヤと、これらサイドギヤに噛合する３つのピニオンと、これら３つのピニオンを夫々枢支する３つのピニオン軸と、３つのピニオン軸の内端部を支持する軸支持部材とを備えた差動ギヤ機構と、
   前記差動ギヤ機構を収容する一体構造のケース部材であって、
   前記回転駆動力がリングギヤを介して入力されるフランジ部と、サイドギヤとピニオンを組み込む為の複数の開口部を有するケース部材と、
   を備えたことを特徴とする車両用差動装置。
2. 前記３つのピニオンはそれらの軸心間の位相角が１２０度をなすように配設され、複数の開口部は前記ケース部材の周壁部分のうちの円周３等分位置に形成された３つの開口部からなることを特徴とする請求の範囲第１項の車両用差動装置。
3. 前記３つの開口部は、３つのピニオンを組み込む為の２つの第１開口部と、２つのサイドギヤを順々に組み込む為の１つの第２開口部とからなることを特徴とする請求の範囲第２項の車両用差動装置。
4. 前記第１開口部は、側面視にてほぼＤ形の開口部であってフランジ部側がストレートのほぼＤ形の開口部であり、前記第２開口部は、第１開口部とは異なる形状の開口部であって、サイドギヤを組み込む際にサイドギヤを傾けた姿勢にして組み込み可能な特殊な形状の開口部であることを特徴とする請求の範囲第３項の車両用差動装置。
5. 前記フランジ部にそれと別体のリングギヤが複数のボルトで固定されたことを特徴とする請求の範囲第４項の車両用差動装置。
6. 前記フランジ部にリングギヤが一体形成されたことを特徴とする請求の範囲第４項の車両用差動装置。

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