WO2020174811A1

WO2020174811A1 - ディファレンシャル装置

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Publication number: WO2020174811A1
Application number: PCT/JP2019/048806
Authority: WO
Inventors: 誠也小澤
Original assignee: アイシン・エィ・ダブリュ株式会社
Priority date: 2019-02-25
Filing date: 2019-12-12
Publication date: 2020-09-03
Also published as: CN112714839A; EP3832167A4; EP3832167A1; US20210215240A1; JPWO2020174811A1

Abstract

ディファレンシャル装置は、デフケースと、該デフケースに支持され、第１軸及び第１軸に直交する第２軸上に配置された複数のピニオンシャフトと、それらピニオンシャフトにそれぞれ回転自在に支持され、第１軸上に配置された第１ピニオンギヤ（３１_１）及び第２ピニオンギヤ（３２_１）、及び第２軸上に配置された第３ピニオンギヤ（３３_１）及び第４ピニオンギヤ（３４_１）と、第１乃至第４ピニオンギヤ（３１_１，３２_１，３３_１，３４_１）に噛合され、第１乃至第４ピニオンギヤ（３１_１，３２_１，３３_１，３４_１）に向けて予圧されている第１サイドギヤ及び第２サイドギヤ（５２_１）とを備えている。そして、第１サイドギヤ及び第２サイドギヤ（５２_１）の歯数は、Ｎを整数として４Ｎ＋２となるように構成されている。

Description

ディファレンシャル装置

　この技術は、第１乃至第４ピニオンギヤにそれぞれ噛合する第１サイドギヤ及び第２サイドギヤを備えたディファレンシャル装置に関する。

　従来、車両には、左右車輪或いは前後輪の回転数差を吸収しつつ回転伝達を行うディファレンシャル装置が搭載されている。一般的にディファレンシャル装置には、デフケースに支持された複数のピニオンシャフトと、それらピニオンシャフトに回転自在に支持された複数のピニオンギヤと、それらピニオンギヤに噛合する２つのサイドギヤとを備えており、それらサイドギヤがそれぞれドライブシャフト等の駆動軸に駆動連結される構造を有している。

　また、ディファレンシャル装置の中には、デフケースとサイドギヤとの間に皿ばねを配置し、サイドギヤをピニオンギヤに付勢するように与圧することで、バックラッシを低減し、かつ作動制限を可能にするものも提案されている（特許文献１参照）。

特開２０１５－１３７７０２号公報

　ところで、サイドギヤには、ピニオンギヤとの噛合により駆動力を伝達する際、ピニオンギヤからサイドギヤにドライブシャフトの軸方向に押圧する押圧力が作用し、かつ噛合いする歯同士の位相によってその押圧力が変動する。その結果、ピニオンギヤからの押圧力と皿ばねの付勢力とが交互に入れ替わる、いわゆるハンチングのような状態となり、つまりサイドギヤが上記軸方向に振動し、位相によっては傾斜して首振り状態になることになる。特にその押圧力の変動する範囲内に皿ばねの付勢力が入ると、サイドギヤの上記軸方向の振動が顕著となる。ピニオンギヤからサイドギヤに伝達する駆動力が変化する以上、このような振動の発生を無くすことは困難であるが、振動の振幅が大きいとガタつき音等も大きくなり、ディファレンシャル装置からの騒音が大きくなってしまう虞がある。また、サイドギヤが首振り状態となると、片当りによる摩耗等が生じる虞もあり、耐久性の向上の妨げとなる。なお、サイドギヤに対する軸方向への付勢力としては、ディファレンシャル装置の車両の搭載状態でドライブシャフトから付勢されたり、他の要因（公差、熱変形、潤滑圧等）により付勢されたりすることもあり、皿ばねによる付勢力に限るものではない。

　そこで、サイドギヤが首振り状態となることを防止し、かつサイドギヤの振動の振幅を低減することが可能なディファレンシャル装置を提供することを目的とするものである。

　本ディファレンシャル装置は、
　動力伝達機構からの回転が伝達されるデフケースと、
　前記デフケースに支持され、第１軸及び前記第１軸に直交する第２軸上に配置された複数のピニオンシャフトと、
　前記複数のピニオンシャフトにそれぞれ回転自在に支持され、前記第１軸上に配置された第１ピニオンギヤ及び第２ピニオンギヤ、及び前記第２軸上に配置された第３ピニオンギヤ及び第４ピニオンギヤと、
　前記第１軸及び前記第２軸と直交する第３軸上にあって、それぞれ前記第１乃至第４ピニオンギヤに噛合され、かつそれぞれ駆動軸が挿入されて駆動連結され、前記第１乃至第４ピニオンギヤに向けて前記第３軸の方向に向かって予圧されている第１サイドギヤ及び第２サイドギヤと、を備え、
　前記第１サイドギヤ及び第２サイドギヤの歯数は、Ｎを整数として４Ｎ＋２となるように構成された。

　これにより、第１ピニオンギヤ及び第２ピニオンギヤと第１サイドギヤ及び第２サイドギヤとの噛合の位相と、第３ピニオンギヤ及び第４ピニオンギヤと第１サイドギヤ及び第２サイドギヤとの噛合の位相とが逆位相となり、首振り状態を防止することができるものでありながら、第１サイドギヤ及び第２サイドギヤの振動の振幅を低減することができる。

第１の実施の形態に係る車両の駆動系を示す模式図。第１の実施の形態に係るディファレンシャル装置を示す断面図。第１の実施の形態に係るデフケース本体の部分をドライブシャフトの軸方向から視た軸方向視図。第１の実施の形態に係る第１乃至第４ピニオンギヤと第２サイドギヤとの歯数を示す模式図。第１の実施の形態に係る第２デフケースに対する第２サイドギヤの振幅を説明する図。第２の実施の形態に係る第１乃至第４ピニオンギヤと第２サイドギヤとの歯数を示す模式図。第１の比較例に係る第１乃至第４ピニオンギヤと第２サイドギヤとの歯数を示す模式図。第１の比較例に係る第２デフケースに対する第２サイドギヤの振幅を説明する図。第２の比較例に係る第１乃至第４ピニオンギヤと第２サイドギヤとの歯数を示す模式図。第２の比較例に係る第２デフケースに対する第２サイドギヤの振幅を説明する図。

　＜第１の実施の形態＞
　以下、本第１の実施の形態を図１乃至図４を用いて説明する。図１は本実施の形態に係る車両の駆動系を示す模式図、図２は本実施の形態に係るディファレンシャル装置を示す断面図、図３は本実施の形態に係るデフケース本体の部分をドライブシャフトの軸方向から視た軸方向視図、図４Ａは第１の実施の形態に係る第１乃至第４ピニオンギヤと第２サイドギヤとの歯数を示す模式図、図４Ｂは第１の実施の形態に係る第２デフケースに対する第２サイドギヤの振幅を説明する図である。

　［車両駆動系の構成］
　まず、図１を用いて、本第１の実施の形態に係るディファレンシャル装置１が搭載される車両１００の駆動系の構成について説明する。図１に示すように、車両１００は、例えばＦＦ（フロントエンジン・フロントドライブ）タイプ等のエンジン出力軸が車両進行方向に対して横置きの車両であり、駆動源としてのエンジン１０１と、そのエンジン１０１の出力回転を変速する車両用伝動装置としての自動変速機１０２と、自動変速機１０２に備えられたディファレンシャル装置１に駆動連結されるドライブシャフト１３１，１３２，１３３と、ドライブシャフト１３１を介してディファレンシャル装置１からの回転が伝達される左側の車輪１２０ｌと、ドライブシャフト１３２，１３３を介してディファレンシャル装置１からの回転が伝達される右側の車輪１２０ｒと、を備えて構成されている。また、ドライブシャフト１３２は、例えばエンジン１０１に固定されたセンターベアリング１１０により回転自在にかつ軸方向に移動不能に支持されている。なお、センターベアリング１１０は、エンジン１０１に固定されるのではなく、車体のフレーム等に固定されていてもよい。

　自動変速機１０２は、内部に油が封入されており、その油を不図示のオイルポンプで吸入して発生させた油圧を、油圧制御装置（不図示）により潤滑圧に調圧し、動力伝達機構としての変速機構１０３やディファレンシャル装置１に供給する。詳しくは後述するディファレンシャル装置１は、ドライブシャフト１３１，１３２が挿入されることでシールされる、いわゆる開放型のディファレンシャル装置で構成されている。なお、例えばグリス等を封入して潤滑するディファレンシャル装置に比して、自動変速機１０２の油を潤滑油として供給するため、潤滑性能が高いディファレンシャル装置１となっており、耐久性の向上が図られている。

　車両１００の駆動系を製造する製造時には、エンジン１０１が不図示のエンジンマウント等により車体のフレームに設置され、センターベアリング１１０にドライブシャフト１３２が組付けられた状態で、ディファレンシャル装置１を有する自動変速機１０２がエンジン１０１に対して組付けられると共に、ドライブシャフト１３２がディファレンシャル装置１に挿入されて駆動連結される。その後、ドライブシャフト１３３がドライブシャフト１３３に駆動連結され、一方で、ドライブシャフト１３１がディファレンシャル装置１に挿入されて駆動連結される。そして、車輪１２０ｌ，１２０ｒは、ドライブシャフト１３１，１３３に駆動連結されたロータハブに対して取付けられる。

　［ディファレンシャル装置の構成］
　ついで、ディファレンシャル装置１の構成について図２及び図３を用いて説明する。図２に示すように、ディファレンシャル装置１は、大まかに、自動変速機１０２（図１参照）の変速機構１０３のカウンタシャフトに駆動連結されるデフリングギヤ４０と、該デフリングギヤ４０が固着されるデフケース１０と、該デフケース１０に内包される差動機構１４と、を備えて構成されている。

　デフリングギヤ４０は、上述したドライブシャフト１３１，１３２（図１参照）の軸方向の中心である第３軸ＡＸ３を中心とする円筒状に形成され、外周側に歯面４１が形成された歯部４３と、歯部４３の軸方向の長さよりも短い厚みで歯部４３の内周側に延びる中空円板状に形成される中空円板部４４とを有して構成されており、歯部４３と中空円板部４４とによって断面視でＴ字状となるように構成されている。歯面４１は、複数の歯の間で凹んだ歯底４１ａが最も内周側の位置となるように構成されている。また、デフリングギヤ４０は、中空円板部４４の内周側の端面４０ａが、後述するデフケース１０を構成する第２デフケース１２の外周側の端面１２ｅに嵌合して支持される。また、中空円板部４４にはボルト９１が貫通可能な貫通孔４０ｂが形成されており、後述するデフケース１０に対してボルト９１によって締結されて一体に固定される。

　デフケース１０は、大まかに、差動機構１４を内包する中空円筒の第１デフケース１１と、第１デフケース１１に一体に固定され、差動機構１４を閉じ込める中空円板状の第２デフケース１２と、を有して構成されている。詳細には、デフケース１０は、第２デフケース１２に形成された貫通孔１２ａと、第１デフケース１１に形成されたボルト孔１１ａとに、ボルト９１が貫通してボルト孔１１ａの雌ネジにボルト９１の雄ネジが螺合されることで、上述したデフリングギヤ４０と共にデフケース１０として一体になるように固定される。

　なお、第２デフケース１２と自動変速機１０２のケース（不図示）との間にはベアリングＢ２が配置され、第１デフケース１１と自動変速機１０２のケース（不図示）との間にはベアリングＢ１が配置され、つまりデフケース１０は、自動変速機１０２のケース（不図示）に対して回転自在に支持されている。なお、自動変速機１０２のケースには、潤滑油を吐出して供給する吐出口としての油路１５０が形成されており、第２デフケース１２に形成された貫通孔１２ｄから差動機構１４に向けて潤滑油を矢印Ａに示すように供給し、差動機構１４の内部に潤滑油を供給するように構成されている。

　上記差動機構１４は、大まかに、第１ピニオンシャフト２１と、第２ピニオンシャフト２２（図３参照）と、第３ピニオンシャフト２３（図３参照）と、第１ピニオンギヤ３１と、第２ピニオンギヤ３２と、第３ピニオンギヤ３３（図３参照）と、第４ピニオンギヤ３４（図３参照）と、第１サイドギヤ５１と、第２サイドギヤ５２と、ホルダ部材７０とを有して構成されている。

　第１ピニオンシャフト２１は、第１デフケース１１に形成された支持孔１１Ｈ１，１１Ｈ２に嵌合されて両端が支持されると共に第１デフケース１１に形成された穴１１ｂ，１１ｃに挿入されたピン８１，８２により抜け止めされ、かつ第３軸ＡＸ３及び後述の第２軸ＡＸ２と直交する位置関係にある第１軸ＡＸ１上に配置されており、つまり第１ピニオンシャフト２１は第１軸ＡＸ１上においてデフケース１０の内部に架け渡されている。そして、第１ピニオンシャフト２１の外周には、第１ピニオンギヤ３１と第２ピニオンギヤ３２とが回転自在に支持されている。なお、第１デフケース１１と第２デフケース１２とがボルト９１で締結されることで、ピン８１，８２は、第２デフケース１２に形成された押え部１２ｂにより第１デフケース１１に対して押えられて抜け止めされている。

　また、第２ピニオンシャフト２２は、図３に示すように、第１デフケース１１に形成された支持孔（不図示）に嵌合されて一端が支持されると共に第１デフケース１１に形成された穴１１ｄに挿入されたピン８３により抜け止めされている。さらに、第３ピニオンシャフト２３は、第１デフケース１１に形成された支持孔（不図示）に嵌合されて一端が支持されると共に第１デフケース１１に形成された穴１１ｅに挿入されたピン８４により抜け止めされている。また、第２ピニオンシャフト２２及び第３ピニオンシャフト２３は、第１軸ＡＸ１及び第３軸ＡＸ３と直交する位置関係にある第２軸ＡＸ２上に配置されており、第２軸ＡＸ２上において第１ピニオンシャフト２１を挟んで両側に配置されている。そして、第２ピニオンシャフト２２の外周には第３ピニオンギヤ３３が、第３ピニオンシャフト２３の外周には第４ピニオンギヤ３４が、それぞれ回転自在に支持されている。なお、同様に、第１デフケース１１と第２デフケース１２とがボルト９１で締結されることで、ピン８３，８４は、第２デフケース１２に形成された押え部１２ｂにより第１デフケース１１に対して押えられて抜け止めされている。

　なお、第１ピニオンシャフト２１の外周にあって、第１軸ＡＸ１の方向における第１ピニオンギヤ３１と第２ピニオンギヤ３２との間で、かつ第２ピニオンシャフト２２の他端の外周及び第３ピニオンシャフト２３の他端の外周にあって、第２軸ＡＸ２の方向における第３ピニオンギヤ３３と第４ピニオンギヤ３４との間には、詳しくは後述するホルダ部材７０が配置されている。

　一方、図３に示すように、上記第１ピニオンギヤ３１には詳しくは後述する歯数のかさ歯３１ａが形成されており、また、上記第２ピニオンギヤ３２には詳しくは後述する歯数のかさ歯３２ａが形成されている。さらに、上記第３ピニオンギヤ３３には詳しくは後述する歯数のかさ歯３３ａが形成されており、また、上記第４ピニオンギヤ３４には詳しくは後述する歯数のかさ歯３４ａが形成されている。そして、図２に示すように、それらかさ歯３１ａ，３２ａ，３３ａ，３４ａに、第１軸ＡＸ１の軸方向一方側（エンジン１０１側であって、例えば車両１００の進行方向に向かって右側）から、第１サイドギヤ５１のかさ歯５１ａが噛合するように第１サイドギヤ５１が配置されており、また、それらかさ歯３１ａ，３２ａ，３３ａ，３４ａに、第１軸ＡＸ１の軸方向他方側（エンジン１０１と反対側であって、例えば車両１００の進行方向に向かって左側）から、第２サイドギヤ５２のかさ歯５２ａが噛合するように第２サイドギヤ５２が配置されている。

　第１サイドギヤ５１及び第２サイドギヤ５２は、上述したドライブシャフト１３１，１３２が嵌合される嵌合穴５１Ｈ，５２Ｈをそれぞれ有している。詳細には、嵌合穴５１Ｈの周面にはスプライン５１ｓが形成されており、第１デフケース１１に形成された貫通孔１１Ｈを介してドライブシャフト１３２のスプライン（不図示）が第１サイドギヤ５１のスプライン５１ｓに挿入されてスプライン嵌合することで駆動連結される。また、嵌合穴５１Ｈの周面には溝５１Ｄが形成されており、ドライブシャフト１３２に取付けられたサークリップ（不図示）に係合して、第１サイドギヤ５１に対するドライブシャフト１３２の抜け止めがなされている。さらに同様に、嵌合穴５２Ｈの周面にはスプライン５２ｓが形成されており、第２デフケース１２に形成された貫通孔１２Ｈを介してドライブシャフト１３１のスプライン（不図示）が第２サイドギヤ５２のスプライン５２ｓに挿入されてスプライン嵌合することで駆動連結される。また同様に、嵌合穴５２Ｈの周面には溝５２Ｄが形成されており、ドライブシャフト１３１に取付けられたサークリップ（不図示）に係合して、第２サイドギヤ５２に対するドライブシャフト１３１の抜け止めがなされている。これにより、第１サイドギヤ５１は右側の車輪１２０ｒに、第２サイドギヤ５２は左側の車輪１２０ｌに駆動連結される。なお、上述したように、本ディファレンシャル装置１は、ドライブシャフト１３１，１３２が嵌合穴５１Ｈ，５２Ｈに挿入されて塞がれることで油の密封状態が達成される。

　また、第１サイドギヤ５１と第１デフケース１１との第３軸ＡＸ３の方向の間には第１付勢部材としての皿ばね６１が配置されており、第１サイドギヤ５１は第１乃至第４ピニオンギヤ３１，３２，３３，３４に向かって付勢されている。同様に、第２デフケース１２には、第３軸ＡＸ３の方向に延びる円筒部１２ｃが形成されており、第２サイドギヤ５２と第２デフケース１２の円筒部１２ｃとの第３軸ＡＸ３の方向の間には第２付勢部材としての皿ばね６２が配置されて、第２サイドギヤ５２は第１乃至第４ピニオンギヤ３１，３２，３３，３４に向かって付勢されている。これにより、第１サイドギヤ５１及び第２サイドギヤ５２と、第１乃至第４ピニオンギヤ３１，３２，３３，３４との噛合部分が与圧され、差動制限の設定が可能となり、かつバックラッシの低減が図られて、車両１００の直進安定性も向上される。

　一方、上述したホルダ部材７０は、円筒状に形成された周壁７０ａを有しており、周壁７０ａには、第１ピニオンシャフト２１が挿入されて嵌合する貫通孔７０Ｈ１，７０Ｈ２を含む４つの貫通孔が形成されている。即ち、ホルダ部材７０の不図示の２つの貫通孔に第２ピニオンシャフト２２と第３ピニオンシャフト２３とが挿入されて嵌合され、つまりホルダ部材７０は、４つの貫通孔によって第１乃至第３ピニオンシャフト２１，２２，２３を互いに支持するように構成され、特に第２ピニオンシャフト２２及び第３ピニオンシャフト２３は第１デフケース１１とホルダ部材７０とにより両持ち支持のような構造となる。そのため、第１ピニオンシャフト２１が第１デフケース１１に架け渡されて両持ち支持の構造であることと相俟って、第１乃至第３ピニオンシャフト２１，２２，２３の支持強度がホルダ部材７０によって補強される。

　また、ホルダ部材７０は、周壁７０ａの一方側の側端部を塞ぐように繋ぐ側壁７０ｂを有しており、周壁７０ａの他方側の側端部の内周側にはドライブシャフト１３１（図１参照）が貫通可能なシャフト貫通孔としての貫通孔７０Ｈ３が形成されている。

　このように構成されたホルダ部材７０は、貫通孔７０Ｈ１，７０Ｈ２，７０Ｈ３を形成するといった加工が必要となるため、焼き入れ等の硬化処理を施すことが困難であるが、周壁７０ａの側端部を塞ぐように繋ぐ側壁７０ｂが備えられているため、構造体として剛性が強くなり、第１乃至第３ピニオンシャフト２１，２２，２３の支持強度が向上し、第１乃至第４ピニオンギヤ３１，３２，３３，３４の支持精度が向上するため、ギヤノイズの低減、耐久性の向上等が図られている。

　また、ディファレンシャル装置１にドライブシャフト１３１，１３２が嵌合される際、つまり車両１００に自動変速機１０２が組付けられる際には、第１サイドギヤ５１の嵌合穴５１Ｈにドライブシャフト１３２が挿入されるが、ドライブシャフト１３２は上述したようにセンターベアリング１１０により軸方向に移動不能に支持されていて（位置決めされていて）、エンジン１０１に自動変速機１０２が位置合わせされる際に、ドライブシャフト１３２がホルダ部材７０の側壁７０ｂに衝突する虞がなく、ホルダ部材７０を変形させる虞がない。

　一方、第２サイドギヤ５２の嵌合穴５２Ｈにドライブシャフト１３１が挿入される際は、ドライブシャフト１３１が軸方向に位置決めされていないため、第１ピニオンシャフト２１に突き当たるまで挿入されることになるが、ホルダ部材７０と異なり、第１ピニオンシャフト２１は焼き入れ等の硬化処理を施すことができるため、第１ピニオンシャフト２１はホルダ部材７０よりも強度が高く、第１ピニオンシャフト２１が変形する虞はない。従って、ホルダ部材７０の第２サイドギヤ５２の側に側壁が無く、貫通孔７０Ｈ３が形成されていることで、ホルダ部材７０の変形は生じないことになる。

　そして、上述したように、自動変速機１０２のケースには油路１５０が形成されており、第２デフケース１２に形成された貫通孔１２ｄから差動機構１４に向けて潤滑油が強制的に供給される。この潤滑油は、ホルダ部材７０に貫通孔７０Ｈ３が形成されていることで、ホルダ部材７０の内部まで供給され、車両１００の走行時にホルダ部材７０が回転されると、側壁７０ｂの内面に沿って遠心力により外周側に導かれる。このため、ホルダ部材７０の内部から、４つの貫通孔（貫通孔７０Ｈ１，７０Ｈ２を含む）に向けて潤滑油が導かれ、それら貫通孔と第１乃至第３ピニオンシャフト２１，２２，２３との間、第１乃至第３ピニオンシャフト２１，２２，２３と第１乃至第４ピニオンギヤ３１，３２，３３，３４との間、さらには、第１乃至第４ピニオンギヤ３１，３２，３３，３４と第１及び第２サイドギヤ５１，５２との噛合部分に潤滑油を供給することができる。従って、ホルダ部材７０の側壁７０ｂは、潤滑油のレシーバーとしての機能と外周側に潤滑油を導く案内路としての機能を有することになり、ディファレンシャル装置１の潤滑性能を向上することができている。

　以上のように構成されたディファレンシャル装置１は、デフリングギヤ４０がデフケース１０と一体的に固定されて連結されているため、デフリングギヤ４０に回転が入力されると、そのままデフケース１０が回転し、第１乃至第３ピニオンシャフト２１，２２，２３もデフケース１０と一体的に回転される。第１乃至第３ピニオンシャフト２１，２２，２３は、第１乃至第４ピニオンギヤ３１，３２，３３，３４を公転回転させると共に、第１及び第２サイドギヤ５１，５２に差回転が生じた場合は第１乃至第３ピニオンシャフト２１，２２，２３を中心に自転回転しつつ差回転を吸収して、それら第１及び第２サイドギヤ５１，５２に第１乃至第４ピニオンギヤ３１，３２，３３，３４の公転回転を伝達する。これにより、ドライブシャフト１３１，１３２，１３３を介して左右の車輪に回転が伝達されることになる。

　［ピニオンギヤの歯数とサイドギヤの歯数について］
　続いて、ピニオンギヤ（ＰＧ）の歯数とサイドギヤ（ＳＧ）の歯数との関係によるサイドギヤの振動について説明する。まず、第１の比較例として、サイドギヤ２５２の歯数が偶数（例えば１６）で、かつピニオンギヤ２３１，２３２の歯数も偶数（例えば１０）である場合について、図６Ａ及び図６Ｂを用いて説明する。なお、第１の比較例においては、ディファレンシャル装置に２つのピニオンギヤ２３１，２３２が備えられたものであり、２つのピニオンギヤ２３１，２３２とサイドギヤ２５２とが軸方向に直線上に並んで配置されたものである。

　第１の比較例においては、図６Ａに示すように、サイドギヤ２５２の歯数が偶数であり、２つのピニオンギヤ２３１，２３２の歯数も偶数であるため、ピニオンギヤ２３１の中心にサイドギヤ２５２の歯のうちの１つが向いた場合、サイドギヤ２５２の歯のうちの他の１つがピニオンギヤ２３２の中心に向くことになる。そのため、図６Ｂに示すように、２つのピニオンギヤ２３１，２３２からサイドギヤ２５２に駆動力を回転伝達する際にあって、サイドギヤ２５２をドライブシャフト１３１の側、つまり皿ばね６２を圧縮する側に押圧して移動する場合、サイドギヤ２５２のピニオンギヤ２３１との噛合位置Ｘ１と、サイドギヤ２５２のピニオンギヤ２３２との噛合位置Ｘ２とにおける押圧力ＰＸ１，ＰＸ２の位相は同位相となる。このため、サイドギヤ２５２がドライブシャフト１３１の軸方向に対して傾斜することはないが、サイドギヤ２５２の回転に伴う軸方向の振動の振幅Ｗ２は大きくなる。

　なお、上記噛合位置Ｘ１，Ｘ２は、説明の便宜上、１点を示しているが、噛合している歯同士で作用する力の略中心を便宜的に簡略化して示したものであり、特にこの一点の位置に限定されるものではない。

　次に、第２の比較例として、サイドギヤ３５２の歯数が奇数（例えば１３）で、かつピニオンギヤ３３１，３３２の歯数も奇数（例えば９）である場合について、図７Ａ及び図７Ｂを用いて説明する。なお、第２の比較例においても、ディファレンシャル装置に２つのピニオンギヤ３３１，３３２が備えられたものであり、２つのピニオンギヤ３３１，３３２とサイドギヤ３５２とが軸方向に直線上に並んで配置されたものである。

　第２の比較例においては、図７Ａに示すように、サイドギヤ３５２の歯数が奇数であり、２つのピニオンギヤ３３１，３３２の歯数も奇数であるため、ピニオンギヤ３３１の中心にサイドギヤ３５２の歯のうちの１つが向いた場合、サイドギヤ３５２の歯のうちの他の何れの歯もピニオンギヤ３３２の中心には向かないことになる。そのため、図７Ｂに示すように、２つのピニオンギヤ３３１，３３２からサイドギヤ３５２に駆動力を回転伝達する際にあって、サイドギヤ３５２をドライブシャフト１３１の側、つまり皿ばね６２を圧縮する側に押圧して移動する場合、サイドギヤ３５２のピニオンギヤ３３１との噛合位置Ｘ１と、サイドギヤ３５２のピニオンギヤ３３２との噛合位置Ｘ２とにおける押圧力ＰＸ１，ＰＸ２の位相は１８０度ずれた位相となる。このため、サイドギヤ３５２の回転に伴う軸方向の振動の振幅Ｗ３は、上記第１の比較例の振幅Ｗ２よりも小さくなるが、サイドギヤ３５２がドライブシャフト１３１の軸方向に対して傾斜し、いわゆる首振りする状態となる。

　ついで、本第１の実施の形態における第１乃至第４ピニオンギヤ３１，３２，３３，３４の歯数と第２サイドギヤ５２の歯数とについて説明する。なお、以下の説明において、後述する第２の実施の形態と区別するため、第１の実施の形態においては、符号の添え字を付して、第１乃至第４ピニオンギヤ３１_１，３２_１，３３_１，３４_１、第２サイドギヤ５２_１と表記する。また、以下の説明においては、第１乃至第４ピニオンギヤ３１_１，３２_１，３３_１，３４_１と第２サイドギヤ５２_１との噛合を例にして説明するが、勿論、第１乃至第４ピニオンギヤ３１_１，３２_１，３３_１，３４_１と第１サイドギヤ５１との噛合も同様である。

　本第１の実施の形態においては、図４Ａに示すように、第２サイドギヤ５２_１の歯数が４Ｎ＋２であり、換言すると、４の倍数ではない偶数であって、具体的には歯数が１４で構成されている。また、第１乃至第４ピニオンギヤ３１_１，３２_１，３３_１，３４_１の歯数は、それぞれ同数で構成された奇数であり、第２サイドギヤ５２_１の歯数を第１乃至第４ピニオンギヤ３１_１，３２_１，３３_１，３４_１の歯数で除算した際に整数とならない（割り切れない）ように構成され、具体的には歯数が９で構成されている。

　このため、第１ピニオンギヤ３１_１の中心に第２サイドギヤ５２_１の歯のうちの１つの歯底が向いた場合、第２サイドギヤ５２_１の歯のうちの他の１つの歯底が第２ピニオンギヤ３２_１の中心に向くことになるが、第３ピニオンギヤ３３_１の中心にサイドギヤ５２_１の歯のうちの１つが向いた場合、第２サイドギヤ５２_１の歯のうちの他の１つが第４ピニオンギヤ３４_１の中心に向くことになる。

　従って、図４Ｂに示すように、第１乃至第４ピニオンギヤ３１_１，３２_１，３３_１，３４_１から第２サイドギヤ５２_１に駆動力を回転伝達する際にあって、第２サイドギヤ５２_１をドライブシャフト１３１の側、つまり皿ばね６２を圧縮する側に押圧して移動する場合、第２サイドギヤ５２_１の第１ピニオンギヤ３１_１との噛合位置Ｘ１と、第２サイドギヤ５２_１の第２ピニオンギヤ３２_１との噛合位置Ｘ２とにおける押圧力ＰＸ１，ＰＸ２の位相は同位相となり、第２サイドギヤ５２_１の第３ピニオンギヤ３３_１との噛合位置Ｙ１と、第２サイドギヤ５２_１の第４ピニオンギヤ３４_１との噛合位置Ｙ２とにおける押圧力ＰＹ１，ＰＹ２の位相は同位相となるが、押圧力ＰＸ１，ＰＸ２の位相と押圧力ＰＹ１，ＰＹ２の位相とは逆位相となる。

　そのため、第２サイドギヤ５２_１全体に生じる押圧力としては、押圧力ＰＸ１，ＰＸ２と押圧力ＰＹ１，ＰＹ２とが互いに打消しあう関係となり、かつ押圧力ＰＸ１と押圧力ＰＸ２とが第２サイドギヤ５２_１の中心に対して対象の位置にあると共に、押圧力ＰＹ１と押圧力ＰＹ２とが第２サイドギヤ５２_１の中心に対して対象の位置にあるので、第２サイドギヤ５２_１の周方向に対して均等な位置関係で押圧力ＰＸ１，ＰＸ２，ＰＹ１，ＰＹ２が作用し、第２サイドギヤ５２_１に傾斜方向の力が生じない。このため、第２サイドギヤ５２_１がドライブシャフト１３１の軸方向に対して傾斜することもなく、首振り状態の発生が防止され、第２サイドギヤ５２_１の回転に伴う軸方向の振動の振幅Ｗ１は上記第１の比較例の振幅Ｗ２に比して低減される。

　また、第１乃至第４ピニオンギヤ３１_１，３２_１，３３_１，３４_１の歯数が、第２サイドギヤ５２_１の歯数で除算した際に整数となる場合（例えばピニオンギヤの歯数が７でサイドギヤの歯数が１４等）は、ピニオンギヤが一回転した際に同じ歯同士が繰り返し圧接されることになり、僅かな製造誤差や異物の付着などにより凹凸が生じていた場合に、同じ噛合箇所だけに負荷がかかることになってしまう虞がある。しかしながら、第１乃至第４ピニオンギヤ３１_１，３２_１，３３_１，３４_１の歯数は、第２サイドギヤ５２_１の歯数で除算した際に整数とならないように構成されているため、同じ歯同士だけが圧接されることなく、つまり噛合箇所が遷移していき、全体として負荷が分散されるので、耐久性の向上を図ることが可能となっている。

　なお、上述と同様に、上記噛合位置Ｘ１，Ｘ２，Ｙ１，Ｙ２は、説明の便宜上、１点を示しているが、噛合している歯同士で作用する力の略中心を便宜的に簡略化して示したものであり、特にこの一点の位置に限定されるものではない。

　＜第２の実施の形態＞
　ついで、上記第１の実施の形態を一部変更した第２の実施の形態について図５を用いて説明する。図５は第２の実施の形態に係る第１乃至第４ピニオンギヤと第２サイドギヤとの歯数を示す模式図である。なお、本第２の実施の形態の説明においては、上記第１の実施の形態と同様な部分に同符号を付して、その説明を省略する。

　本第２の実施の形態に係るディファレンシャル装置１は、上記第１の実施の形態に比して、第２サイドギヤ５２_２の歯数を変更したものである。即ち、図５に示すように、同様に第２サイドギヤ５２_２の歯数が４Ｎ＋２であり、４の倍数ではない偶数であって、具体的には歯数が１８で構成されている。また、第１乃至第４ピニオンギヤ３１_２，３２_２，３３_２，３４_２の歯数は、それぞれ同数で構成された奇数であり、具体的には歯数が９で構成されている。

　このように構成された第２の実施の形態においても、第２サイドギヤ５２_２全体に生じる押圧力としては、押圧力ＰＸ１，ＰＸ２と押圧力ＰＹ１，ＰＹ２とが互いに打消しあう関係となり（図４Ｂ参照）、かつ押圧力ＰＸ１と押圧力ＰＸ２とが第２サイドギヤ５２_２の中心に対して対象の位置にあると共に、押圧力ＰＹ１と押圧力ＰＹ２とが第２サイドギヤ５２_２の中心に対して対象の位置にあるので、第２サイドギヤ５２_２の周方向に対して均等な位置関係で押圧力ＰＸ１，ＰＸ２，ＰＹ１，ＰＹ２が作用し、第２サイドギヤ５２_２に傾斜方向の力が生じない。このため、第２サイドギヤ５２_２がドライブシャフト１３１の軸方向に対して傾斜することもなく、首振り状態の発生が防止され、第２サイドギヤ５２_２の回転に伴う軸方向の振動の振幅Ｗ１は上記第１の比較例の振幅Ｗ２に比して低減される。

　［第１及び第２の実施の形態のまとめ］
　本ディファレンシャル装置（１）は、
　動力伝達機構（１０３）からの回転が伝達されるデフケース（１０）と、
　前記デフケース（１０）に支持され、第１軸（ＡＸ１）及び前記第１軸（ＡＸ１）に直交する第２軸（ＡＸ２）上に配置された複数のピニオンシャフト（２１，２２，２３）と、
　前記複数のピニオンシャフト（２１，２２，２３）にそれぞれ回転自在に支持され、前記第１軸（ＡＸ１）上に配置された第１ピニオンギヤ（３１）及び第２ピニオンギヤ（３２）、及び前記第２軸（ＡＸ２）上に配置された第３ピニオンギヤ（３３）及び第４ピニオンギヤ（３４）と、
　前記第１軸（ＡＸ１）及び前記第２軸（ＡＸ２）と直交する第３軸（ＡＸ３）上にあって、それぞれ前記第１乃至第４ピニオンギヤ（３１，３２，３３，３４）に噛合され、かつそれぞれ駆動軸（１３１，１３２）が挿入されて駆動連結され、前記第１乃至第４ピニオンギヤ（３１，３２，３３，３４）に向けて前記第３軸（ＡＸ３）の方向に向かって予圧されている第１サイドギヤ（５１）及び第２サイドギヤ（５２）と、を備え、
　前記第１サイドギヤ（５１）及び第２サイドギヤ（５２）の歯数は、Ｎを整数として４Ｎ＋２となるように構成された。

　これにより、予圧による付勢力と、第１サイドギヤ５１及び第２サイドギヤ５２と、第１乃至第４ピニオンギヤ３１，３２，３３，３４との間で駆動力を伝達する際に生じる押圧力とがハンチングする虞があるが、第１ピニオンギヤ３１及び第２ピニオンギヤ３２と第１サイドギヤ５１及び第２サイドギヤ５２との噛合の位相と、第３ピニオンギヤ３３及び第４ピニオンギヤ３４と第１サイドギヤ５１及び第２サイドギヤ５２との噛合の位相とが逆位相となり、首振り状態を防止することができるものでありながら、第１サイドギヤ５１及び第２サイドギヤ５２の振動の振幅を低減することができる。

　また、本ディファレンシャル装置（１）は、
　前記第１サイドギヤ（５１）及び前記第２サイドギヤ（５２）をそれぞれ前記第１乃至第４ピニオンギヤ（３１，３２，３３，３４）に向けて付勢することで前記予圧をする第１付勢部材（６１）及び第２付勢部材（６２）を備えた。

　これにより、第１サイドギヤ５１及び第２サイドギヤ５２と、第１乃至第４ピニオンギヤ３１，３２，３３，３４との噛合部分が与圧されるので、差動制限の設定が可能となり、かつバックラッシの低減が図られて、車両１００の直進安定性も向上することができる。

　また、本ディファレンシャル装置（１）は、
　前記第１乃至第４ピニオンギヤ（３１，３２，３３，３４）の歯数は、それぞれ同数で構成され、かつ前記第１サイドギヤ（５１）及び前記第２サイドギヤ（５２）の歯数を除算した際に整数とならないように構成された。

　これにより、例えば第１（乃至第４）ピニオンギヤの歯数で、第１サイドギヤ（及び第２サイドギヤ）の歯数を除算した際に整数となる場合は、ピニオンギヤとサイドギヤが回転した際に同じ歯同士が噛合することになり、同じ噛合箇所だけに負荷がかかる虞があるが、例えば第１（乃至第４）ピニオンギヤの歯数で、第１サイドギヤ（及び第２サイドギヤ）の歯数を除算した際に整数にならないので、第１乃至第４ピニオンギヤ３１，３２，３３，３４と第１及び第２サイドギヤ５１，５２とが回転した際に、同じ噛合箇所だけに負荷がかかることが防止され、全体として負荷が分散されるので、耐久性の向上を図ることができる。

　そして、本ディファレンシャル装置（１）は、
　前記第１乃至第４ピニオンギヤの歯数は、９であり、
　前記第１サイドギヤ及び前記第２サイドギヤの歯数は、１４である。

　これにより、首振り状態を防止することができるものでありながら、第１サイドギヤ５１及び第２サイドギヤ５２の振動の振幅を低減することができるディファレンシャル装置を提供することができる。

　［他の実施の形態の可能性］
　なお、以上説明した第１及び第２の実施の形態においては、第１乃至第４ピニオンギヤ３１，３２，３３，３４の歯数が奇数であるものについて説明したが、勿論、偶数であっても構わない。

　また、第１の実施の形態においては、第１乃至第４ピニオンギヤ３１_１，３２_１，３３_１，３４_１の歯数が９であるものを説明したが、例えば歯数が８又は１０であってもよい。

　また、第２の実施の形態においては、第１乃至第４ピニオンギヤ３１_２，３２_２，３３_２，３４_２の歯数が９であるものを説明したが、第２サイドギヤ５２_２の歯数が１８であるため、割り切れないように第１乃至第４ピニオンギヤ３１_２，３２_２，３３_２，３４_２の歯数を８又は１０にすることが好ましい。これにより、ピニオンギヤの歯数でサイドギヤの歯数を除算した際に整数にならないので、第１乃至第４ピニオンギヤ３１_２，３２_２，３３_２，３４_２と第１及び第２サイドギヤ５１_２，５２_２とが回転した際に、同じ噛合箇所だけに負荷がかかることが防止され、全体として負荷が分散されるので、耐久性の向上を図ることができる。

　また、第１及び第２の実施の形態においては、第１及び第２サイドギヤ５１，５２を第１乃至第４ピニオンギヤ３１，３２，３３，３４に付勢して予圧するものとして、皿ばね６１，６２を用いたものを説明したが、これに限らず、例えばコイルスプリングなど、予圧することができるものであれば、どのようなものであっても構わない。また、予圧するものとして、第１付勢部材及び第２付勢部材をディファレンシャル装置１に備えているものを説明したが、これに限らず、ドライブシャフト１３１，１３２をディファレンシャル装置１に向けて付勢する構造であっても構わない。さらに、第１及び第２サイドギヤ５１，５２を第１乃至第４ピニオンギヤ３１，３２，３３，３４に付勢して予圧するものを説明したが、これに限らず、第１及び第２サイドギヤ５１，５２をデフケース１０に向かって付勢することで予圧するものでもよく、つまり第３軸ＡＸ３の方向に予圧するものであればどのようなものでも構わない。

　また、第１及び第２の実施の形態においては、デフリングギヤ４０、第１デフケース１１、第２デフケース１２をボルトによって一体に締結するものを説明したが、例えばデフリングギヤと第２デフケースとが一体形成されていてもよく、さらには、これらを溶接により固定してもよく、これらの形状や一体化の手法はどのようなものであっても構わない。

　また、第１及び第２の実施の形態においては、ディファレンシャル装置１が自動変速機１０２に搭載されているものとして説明したが、別体に搭載されているものであっても構わず、例えばセンターデフ、リヤデフ等、どのようなディファレンシャル装置であっても構わない。

　また、第１及び第２の実施の形態においては、ドライブシャフト１３１，１３２が挿入されて油がシールされるものを説明したが、嵌合穴５１Ｈ，５２Ｈが塞がれていて油がシールされているディファレンシャル装置であっても構わない。この場合、ドライブシャフトがホルダ部材に衝突することはないが、側壁が潤滑油の供給を案内して潤滑性能を向上する点、ホルダ部材の剛性を向上する点は同じである。

　また、第１及び第２の実施の形態においては、車両用伝動装置が自動変速機であるものを一例として説明したが、勿論、回転電機を搭載してエンジンと共に駆動源として用いるハイブリッド駆動装置であってもよく、さらには、回転電機だけを搭載し、回転電機の回転速度を変速するような車両用伝動装置であっても構わない。また特に、シリーズ方式或いはシリーズパラレル方式のハイブリッド駆動装置や車両用伝動装置である場合、動力伝達機構は回転電機の回転を減速する減速機構が動力伝達機構に相当することが考えられる。

　本ディファレンシャル装置は、車両に搭載される自動変速機、ハイブリッド駆動装置、車両用伝動装置等に内蔵或いは駆動連結されて用いることが可能であり、特にサイドギヤの振動の振幅を低減することが求められるものに用いて好適である。

１…ディファレンシャル装置
１０…デフケース
２１…ピニオンシャフト
２２…ピニオンシャフト
２３…ピニオンシャフト
３１…第１ピニオンギヤ
３２…第２ピニオンギヤ
３３…第３ピニオンギヤ
３４…第４ピニオンギヤ
５１…第１サイドギヤ
５２…第２サイドギヤ
６１…第１付勢部材（皿ばね）
６２…第２付勢部材（皿ばね）
１０３…動力伝達機構（変速機構）
１３１…駆動軸（ドライブシャフト）
１３２…駆動軸（ドライブシャフト）
ＡＸ１…第１軸
ＡＸ２…第２軸
ＡＸ３…第３軸

Claims

　動力伝達機構からの回転が伝達されるデフケースと、
　前記デフケースに支持され、第１軸及び前記第１軸に直交する第２軸上に配置された複数のピニオンシャフトと、
　前記複数のピニオンシャフトにそれぞれ回転自在に支持され、前記第１軸上に配置された第１ピニオンギヤ及び第２ピニオンギヤ、及び前記第２軸上に配置された第３ピニオンギヤ及び第４ピニオンギヤと、
　前記第１軸及び前記第２軸と直交する第３軸上にあって、それぞれ前記第１乃至第４ピニオンギヤに噛合され、かつそれぞれ駆動軸が挿入されて駆動連結され、前記第１乃至第４ピニオンギヤに向けて前記第３軸の方向に向かって予圧されている第１サイドギヤ及び第２サイドギヤと、を備え、
　前記第１サイドギヤ及び第２サイドギヤの歯数は、Ｎを整数として４Ｎ＋２となるように構成された、
　ディファレンシャル装置。
　前記第１サイドギヤ及び前記第２サイドギヤをそれぞれ前記第１乃至第４ピニオンギヤに向けて付勢することで前記予圧をする第１付勢部材及び第２付勢部材を備えた、
　請求項１に記載のディファレンシャル装置。
　前記第１乃至第４ピニオンギヤの歯数は、それぞれ同数で構成され、かつ前記第１サイドギヤ及び前記第２サイドギヤの歯数を除算した際に整数とならないように構成された、
　請求項１または２に記載のディファレンシャル装置。
　前記第１乃至第４ピニオンギヤの歯数は、９であり、
　前記第１サイドギヤ及び前記第２サイドギヤの歯数は、１４である、
　請求項１乃至３の何れか１項に記載のディファレンシャル装置。